The influence of annual ring orientation on deformation under bending load during moisture variation for small and clear of Scots pine samples

The objective of this study was to investigate the deformation and formation of cell wall damage under constant load and varying moisture content. The paper presented describes the creep behaviour of clear sapwood pine (Pinus silvestris L.)samples subjected to a four points bending load. The size of the samples was 10 by 10 by 400 mm. The mean maximum bending strength of matched samples were determined at 8,3±0,2 % moisture content. Then samples were loaded at 0, 5, 20 and 40 % loading levels. The direction of the load applied was either tangentially or radially with respect to the annual ring orientation. Finally. the deflection and the twisting of each samples were determined. The creep test was completed after about eight months and a number of samples were selected for microscopic study in the ESEM. The test result can be summerized as follows: -Samples loaded radially showed more twist compared to samples loaded tangentially. -The direction of twist of samples loaded in the radial direction depends on whether the sap-or heartwood is on the tensile side. -No difference was found in deflection between samples loaded in the radial and tangential direction. -The load level has influence both on the deflection and twist. -Irreversible deformation was observed after unloading that followed by moisture cycling. Damage or checks and foldings of cell wall were well observed on samples that were loaded and exposed to climate changes. Damage is affected by load level directly. The result obtained clearly indicated that the major factor influencing creep deformation is the loading direction in relation to the annual ring and grain orientation. Futher it was observed that the specimen loaded between 5 to 40 % load levels have developed cell wall damages. These damages might partly be the cause for the irreverible deformation that has been recorded after unloading that was followed by moisture cycling.Syftet med föreliggande undersökning har varit att undersöka om skador uppstår i cellväggen då trämaterialet utsätts för fuktvariation under samtidig konstant belastning. Provkkroppar av felfri furuplint (10 x 10 x 400 mm) har utsatts för fyrpunkts böjbelastning under cykliskt varierande fuktkvot, 5/17 %. Proverna har utsatts för fyra belastningsnivåer: 0, 5, 20 respektive 40 % av böjbrottlastenvid 8,3 ±0,2% fuktkvot för matchande provkroppar. Lastriktningen var antingen radiellt eller tangentiellt årsringarna. Utböjningen samt vridningen (torsion) hos proverna har bestämts. Efter att själva krypförsöket har avslutats har delar av provmaterialet undersökts i ESEM. Följande nämnvärda reslutat har observerats: -Radiellt belastade prover vrider sig mer än tangentiellt belastade. -De radiellt belastade proverna vrider sig i olika riktningar beroende på om provets kärn- eller splintsida är dragbelastad. -Ingen skillnad i utböjning mellan radiellt och tangentiellt belastade prover -Lastnivån inverkar på både utböjning och vridning - Deformation kvarstår efter avlastning och påföljande funktcykling -Skador i form av sprickor och veckbildning i cellväggarna uppkommer hos de prover som under belastning utsatts för varieranade fuktkvot. Skadorna tilltar med ökad belastning. Den genomförda undersökningen visar att årsrings- och fiberorienteringen inverkar på deformationen vid böjbelastning på sådant sätt att provkroppar uppvisar olika deformationsbeteende beroende på lastens riktning i förhållande till årsringsorienteringen i provernas tvärsnitt. Vidare visar undersökningen att krypning, vid belastningsnivåer mellan 5 och 40 %, medför skador i cellstrukturen och att dessa skador till viss del kan var förklaringen till att deformationen vid avlastning och efterföljande fuktcykling ej är helt återgående