Im Auftrag des tansanischen Wohnungsbauunternehmens CPS werden in dieser Masterarbeit die mechanischen Kennwerte der tansanischen Kiefernholzart Pinus patula untersucht. Angesichts des weltweiten Bevölkerungswachstums und einer nachhaltigen Entwicklung Tansanias sollen dort geplante Neubauten überwiegend aus einheimischen Holzressourcen errichtet werden [1]. Bisher wird das einheimische Kiefernholz jedoch nur für informelles Bauen, wie zum Beispiel im Möbelbau oder als Brennholz verwendet [2]. Aufgrund dessen wird in dieser Masterarbeit das Potential der oben genannten Kiefernholzart für tragende Zwecke eingehend untersucht. Dabei werden die festigkeitsklassenbestimmenden Eigenschaften, wie Festigkeit, Steifigkeit und Rohdichte an insgesamt 300 Prüfkörpern aus der Sao Hill Industries Ltd. Forstplantage in Mufindi, Tansania, nach EN 408 [3] ermittelt. An jeweils 100 Vollholzproben wird die Zug- und Biegefestigkeit sowie die Zug- und Biegesteifigkeit in Faserrichtung bestimmt. An den übrigen 100 Prüfkörpern wird die Biegefestigkeit von Keilzinkenverbindungen untersucht. Anhand der Prüfergebnisse der Vollholzproben erfolgt eine Sortierung in die Festigkeitsklassen nach EN 338 [4]. Dafür werden neben der optimalen Sortierung nach EN 14081-2 [5] insgesamt fünf weitere Sortiermethoden untersucht. Die visuelle Sortierung wird dabei nach der deutschen Sortiernorm DIN 4074-1 [6] durchgeführt. Die maschinelle Sortierung erfolgt auf Grundlage des dynamischen E-Moduls. Abschließend wird ein Vergleich der unterschiedlichen Festigkeitsprofile aus den Zug- und Biegeprüfergebnissen angestellt. In den Prüfungen werden die, in der Literatur genannten, niedrigen mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Pinus patula bestätigt. Die ermittelte mittlere Zugfestigkeit der Vollholzproben liegt bei 14,1 N/mm2 und die mittlere Biegefestigkeit bei 25,2 N/mm2. Bei den keilgezinkten Proben wird eine mittlere Biegefestigkeit von 23,8 N/mm2 nachgewiesen. Demnach weist die untersuchte Kiefernholzart im Vergleich zu europäischem Kiefernholz (Pinus sylvestris) nur ein begrenztes Potential zur Verwendung für tragende Zwecke auf. Im Allgemeinen werden die höchsten Ausbeuten bei der Festigkeitssortierung von Pinus patula mittels maschineller Sortierung erzielt. Aufgrund der unmittelbaren Anwendbarkeit der Sortierung vor Ort und den hohen Ausbeuten der maschinellen Sortierung, wird die Festigkeitssortierung von Pinus patula nach dem dynamischen E-Modul empfohlen. Dieser wird unter Verwendung einer voreingestellten mittleren Rohdichte über die Eigenfrequenz berechnet. Die Ausbeute eines solchen Maschinensystems liegt beispielsweise in der Zugfestigkeitsklasse T14 bei 10% der Grundgesamtheit. Der Vergleich der Festigkeitsprofile ergibt zudem ein mittleres Verhältnis von f_(t,0,k)⁄f_(m,k) = 0,50 und ist vergleichbar mit dem Festigkeitsverhältnis von Kiefernholz aus Irland und Großbritannien. Die niedrigen mechanischen Kennwerte von Pinus patula sind vor allem auf vergleichsweise kurze Umtriebszeiten, große Gesamtastflächen und hohe Rohdichteschwankungen der Prüfkörper zurückzuführen. Deshalb sollten sich weitere Forschungsarbeiten mit der Fragestellung beschäftigen, wie sich das Potential von Pinus patula für tragende Zwecke verbessern lässt.      «

Im Auftrag des tansanischen Wohnungsbauunternehmens CPS werden in dieser Masterarbeit die mechanischen Kennwerte der tansanischen Kiefernholzart Pinus patula untersucht. Angesichts des weltweiten Bevölkerungswachstums und einer nachhaltigen Entwicklung Tansanias sollen dort geplante Neubauten überwiegend aus einheimischen Holzressourcen errichtet werden [1]. Bisher wird das einheimische Kiefernholz jedoch nur für informelles Bauen, wie zum Beispiel im Möbelbau oder als Brennholz verwendet [2]....     »

On behalf of the Tanzanian housing construction company CPS, this master's thesis examines the mechanical properties of the Tanzanian pine species Pinus patula. In view of the global population growth and sustainable development of Tanzania, the planned buildings should predominantly be constructed from domestic wood resources [1]. However, local Tanzanian pine is currently used for informal construction such as furniture making or as firewood [2]. Therefore, the potential of the above-mentioned pine wood species for load-bearing purposes is examined in this master's thesis. The grade determining properties, such as strength, stiffness and density, are investigated according to EN 408 [3] on a total of 300 specimens from the Sao Hill Industries Ltd. plantation in Mufindi, Tanzania. The tensile and bending strength and stiffness in fiber direction are determined on 100 solid wood samples each. The remaining 100 specimens are assessed for the bending strength of finger-jointed connections. Based on the test results of the solid wood samples, grading into strength classes according to EN 338 [4] is carried out. In addition to the optimum grading according to EN 14081-2 [5], a total of five other grading methods are investigated. Visual grading is conducted according to the German grading standard DIN 4074-1 [6]. Mechanical grading is carried out on the basis of the dynamic modulus of elasticity. Finally, a comparison of the different strength profiles is made. The test results basically confirmed the low mechanical and physical properties of Pinus patula from the literature. The average tensile strength of the solid wood samples is 14.1 N/mm2 and the average bending strength is 25.2 N/mm2. An average bending strength of 23.8 N/mm2 was found for the finger-jointed samples. Thus, compared to European pine wood (Pinus sylvestris), the investigated pine wood species shows limited potential for load-bearing purposes. In general, the highest yields in strength grading of Pinus patula are achieved by mechanical grading. Due to the immediate application of on-site grading and the high yields of machine grading, strength grading of Pinus patula according to the dynamic modulus of elasticity via the natural frequency, calculated by using a preset mean density, is recommended. The yield of such a machine system is, for example, 10% of the population in the tensile strength class T14. Additionally, the comparison of the strength profiles results an average ratio of f_(t,0,k)⁄f_(m,k) = 0.50 and is therefore comparable to the strength ratio of pine wood from Ireland and Great Britain. The low mechanical properties of Pinus patula are mainly caused by the comparatively short rotation times, large knot areas and high-density fluctuations of the specimens. Further research should therefore address the question of how the potential of Pinus patula for load-bearing purposes can be improved.      «

On behalf of the Tanzanian housing construction company CPS, this master's thesis examines the mechanical properties of the Tanzanian pine species Pinus patula. In view of the global population growth and sustainable development of Tanzania, the planned buildings should predominantly be constructed from domestic wood resources [1]. However, local Tanzanian pine is currently used for informal construction such as furniture making or as firewood [2]. Therefore, the potential of the above-mentione...     »