Jämförande test: Gran, Abachi eller Balsa?

Jag står med samma kravspecifikation - Att inom kort påbörja ett bygge af en havsracer alternativt surfski, og jag ville se om det inte finns ett mer ändamålsenligt material än gran. - gran är ett utmärkt material med hyfsad goda styrkeegenskaper i förhållande till vikt och sedan är det billigt. Problemet med gran är bara att det nästan är för starkt, man kan i en sandwichkonstruktion använda mycket lättare material utan att virket blir svagaste länken. När ett granlaminat svikter är det i regel glasfibern som går först, medan det med ett balsalaminat tydligt är kärnmaterialet som ger upp först. Dessutom är hållfastheten för balsa inget vidare - punktbelasta ett balsalaminat och det är kört.

Jag misstänker dessutom att balsa kan vara sVårt att jobba med under slipning, då styrkan för laminat kommer vara starkt begränsat och då limfogar troligen blir mycket hårdare med risk för att man slipar grobar i virket.

Jag har altså letat efter någonting annat än gran och förkastade tidigt balsan, men också western red cedar, då jag erfarat att den kan vara lite svårjobbat.

Jag hittade träslaget paulownia eller kiri på japanska, et asiatisk träslag som blandt annat odlas kommercielt i australien. Trädet verkar ha riktigt goda egenskaper. Densiteten ligger på ungefär det dubbla av balsa, styrken är förstås sämre än gran och western red cedar, men tillräckligt för ett sandwichlaminat. Materialet klarar ett visst tryck och rör sig väldigt lite 6-7% eller så vilket är under det halva av gran. Det är för övrigt ett lövträ. Japanerne använder det till sina träsnidararbeten då det har en väldigt uniform struktur och är väldigt lätt att slipa och skära. Materialet är relativt billigt och växer väldigt snabbt.

Det används flitigt till hemmabygge av surfbrädor och i motsats til surfbrädor av balsa låter man här bli att laminera med glasfiber efteråt - materialet tåler punktbelastning och suger inte vatten heller.

Det finns ett litet catch - det går inte få tag på i europa...Jag forsöker just nu få fram några plankor från australien och kan skicka dig en bit om du vil testa med samma metod.

Jacob,

Av intresse. På vilket sätt finner du WRC svårjobbat. Har använt det i SOF-sammanhang, och tycker det var betydligt lättare att jobba med än gran. Är intresserad då jag just påbörjat ett strip-bygge med WRC.

Hm. Ja, slipandet kommer man ju undan när man bygger SOF. Får själv helt andra associationer till lukten, och kan gå ut i garaget bara för att lukta på träet. Men en ansiktsmask kan ju vara bra, kanske. Håller till fullo med om priset dock. Men tid och pengar är allt jag har, så...

Intressanta test!

Ett par reflektioner. Balsaträ är inte alls lika uniformt som gran eller de flesta andra träslag, utan varierar enormt i densitet (mellan 60 och 250 kg/m3!), hårdhet och styrka från stock till stock. Dessutom har balsaträ olika egenskaper i olika riktningar tvärs fibrerna. Vid bygge av modellflygplan lägger man mycket tid på att välja virke med rätt densitet för ändamålet men också på att välja virke som är sågat på lämpligt sätt ur stocken, eftersom balsaträ har olika egenskaper i olika riktningar beroende på om man sågat radiellt eller tangentiellt. Så är t.ex. radiellt sågat virke styvt och sprött medan en tangentiellt sågad ribba blir flexibel och segare. En bra artikel finns t.ex. här:

http://www.inomhusflyg.se/balsa/balsa.html

Balsa är lättarbetat och med rätt lim kan det nog funka i en kajak. Balsa är lättarbetat och det är lätt att få en väldigt fin yta. En diskussion med en erfaren modellbyggare kan ge många tips om verktyg och teknik, som blir annorlunda än för gran.

En utmaning kan också vara att få tag i ribbor. De som importerar balsa köper en container med blandade stockar med dimensionen drygt 10x10x100 cm, ur vilken de plockar olika stockar för olika ändamål, sågar till flak och lister och säljer vidare.

Jag har också läst nånstans att man kan köpa färdiga flak eller mattor av 20mm tjock balsa med glasfiber på bägge sidor, används i båtbyggen. Hittar dock inte det just nu.

Hälsningar,

Peter

Kul artikel och intressanta diskussioner, jag vill ha klart min verkstad snart så jag också kan fritidsforska.

Nu hann jag leta lite mer på nätet och hittade bl.a. en liten kanadensare byggd i stripteknik i Australien. Att det finns potential att spara vikt genom att använda balsa är uppenbart när man läser artikeln - en kanadensare på 4,5 meter som väger knappt 6 kilo! Se länken: http://www.storerboatplans.com/Balsacanoe/Balsacanoe.html

jag köpte balsavirket till mina provbitar av Hobbyträ http://www.hobbytra.se, de var 20x120mm och 1m långa. Göran Lindkvist på Hobbyträ undersökte möjligheterna att köpa längre kvantiteter. Just då, för ca ett år sen, gick det inte att få tag på längre än 1.85 m, minsta kvantitet var 0.5 m3 och priset ca 10 000 per m3. Vid tillfället hade jag gratis tillgång till några brädor abachi, så jag forskade aldrig vidare, men det vore intressant att veta om det går att få längre virke och till ett rimligare pris.

Har ni funderat på asp? Jag har, vid två tillfällen, träffat på berättelser om "extremt" lätta ekor byggda i asp. Första gången gällde det inventering av lokala båtar långt upp i Norrland. Andra gången gällde det en eka i en mindre sjö norr om Rättvik.

Jag har sedan länge känt till artikeln om 4,5kg kandensaren från australien och är väldigt imponerat. Kandanesaren är doch liten och har inget däck heller så det motsvarer väl en kajak på kanske 7,5 - 8 kg. Författaren som är från australien, skriver själv om problemen med delaminering, främst där belastningen är störst - vid relingen, och att problemet med balsa är at det inte tål tryck från små vassa föremål - skal du kunde gå på stenar, landa på sandstrand med mera måste du ha flera lager glasfiber då, och då stiger vikten avsevärd. Ddremot kan man med fördel ha tunnare vävar på insida och i ändskäp och däck. Författaren själv funderer vidare i sin artikel och förorder faktisk själv Paulownia som kanske varande optimal - lättarbetat, och fast svagare än wrc så dock med styrka nog att enkelt bygga - jag misstänker att man lätt trycker sig genom skrovet med balsa. Modelflygentusiaster, surfare och skidåkare som byggar själv använder också Paulownia flittigt. Vissa till och med utan glasfiber. Desutom klarar inte balsa röta alls - kommer det in vatten i laminatet vid en skada måste virket i princip bytas ut.

Mycket intressanta tester!

Skulle vara kul att ta med skummade plaster i jämförelsen med trämaterial som distansmaterial. Expanderad PVC (tex Divinycell) är ju standard i båtbygge och finns i ett stort antal densiteter. Jag har byggt kajaker i både 80kg/m3 och 200kg/m2, och det bästa torde ligga däremellan. Fördelar är ju att det inte uppstår röta och att det är väldigt homogent och lättarbetat. Nackdelen är kanske att det inte är så naturnära och miljöriktigt...

Skulle absolut Divinycell testas med samma setup, och med samma tjocklek som ovan och också bara en med ett lager glasfiber på varje sida, så att brottstyrka kontra vikt blir direkt jämnförbara. Divnycell 80 kg/m3 låter omedelbart av väldigt lite i ett 5 mm laminat med ett lager glasfiber 160 g på varje sida. Däremot torde det vara fullt möjligt med 200kg/m3 - rent styrkemässigt, men med ett lager 160g hur funker det då med punktbelastning med vassa föremål?

I det ögonblick att man antigen ¨år upp i tjocklek på distansmaterialet eller gjuter flera lager glasfiber vinner man nog inte så mycket i vikt. Jag är inget "naturen är bäst kind-a-guy", men har bra erfarenhet med trä och sämre erfarenhet av Divinycell (80kg/m3) då jag tycker den strukturella styrken är för låg till at det går jobba med. -med 28 cm mellan spanten trycker jag igennom materialet med slipmaskinen, och då limmet är hårdare än materialet slippar jag ut groppar i materialet mellan limfogarne. Desutom är det dyrt.

Klart att 80 kg/m3 är interresant eller iof. sig 200 kg/m3 men med tanke på balsa på 140 kg/m3 och Paulownia 270 kg/m3 med riktigt bra strukturella egenskaper, så ser jag ingen anledning att inte använda dessa material.

Nu har jag dock aldrig byggt en hel kajak i divinycell och jag skulle altså jättegärna höra lite om dina erfarenheter Johan - hur mycket väger dina kajakker? - är det havskajakker eller tävlingslådor? Tål dom användas utan att ekstrem försiktighet krävs?

Mit mål är att bygga lättast möjligt men utan att äventyra styrkan. Jag mener att en havskajak på 5,5 - 6 meter bör kunna väga 10-11 kg och fortfarande användas för hård touring.

Jag håller med Johan att det var intressanta tester och även jag blev nyfiken på hur de syntetiska distansmaterialen klarar sig. Så jag gjorde två provbitar med material som jag hade liggande här hemma. Jag har försökt att göra mina provbitar i samma längd och bredd som Torbjörns test nummer 3 (3 st 20mm breda och 400mm långa bitar laminerade tillsammans). Kärnmaterialet som jag hade var Polyuretanskiva BONCELL S30 (30 KG / M3). Remsorna till den första provbiten försökte jag såga ca 4,5mm och till den andra ca 7mm.

Provbit 1, laminerad med ett lager glasfiber 160 g/m2 på varje sida, total laminattjocklek ca 5,5mm, vikt på laminatet blev 31g

Provbit 2, laminerad med ett lager kolfiber 193 g/m² (från biltema) på var sida och ett lager glasfiber enligt ovan på var sida, total laminattjocklek ca 8,6 mm, vikt på laminatet blev 49g.

Sedan gjorde jag belastningstest enligt Torbjörns metod med upplag med 350 mm mellanrum och en hink med vikter och handtaget till hinken i ett rör.

Resultat

Provbit 1 knäcktes redan vid en belastning av 2925g, jag han inte ens mäta nerböjningen innan den vek sig.

Provbit 2:

4604g ca 10 mm nerböjning

7085g brott, kolfiber och glasfiber gick helt av på undersidan.

Slutsatsen av de här testerna är att bonocell s30 inte blir bättre än balsa eller gran.

Jag gjorde mina provbitar ganska snabbt och inte så noggrant, så det kanske går att spara några gram epoxi på var bit. Jag får se om jag får tid till en mer omfattande och noggrannare test i mellandagarna.

Jag har några bilder från testerna som jag kan skick om någon är intresserad.

/Mattias

Mycket informativt. Jag har ingen divinycell liggande, men får paulownia nu i mellandagarna. Då kommer jag göra fölgande eksperiment, enligt samma testmetod som ovan: 5mm paulownia med 163g glasfiber på varje sida, en med 110g glasfiber på varje sida och en med 80g glasfiber på varje sida. Jag kommer även ange vikter för laminatet.

För ett antal år sedan innan jag blev kajakfrälst sysslade jag med amatörbygge av flygplan, och byggde bl. a. ett plan med vingbalkar av spruce. och däremellan Divinycell,H30 tror jag den tätheten jag använde hette. Och så ett lager glasväv i epoxy över det hela. Provade också Bonocell innan jag bestämde mig, men där släppte väven mycket lätt från cellplasten vid belastning, medan den på Divinycell satt som berget.

Nu utsätts kanske inte en flygplansvinge för direkta punktbelastningar, som en kajak kan göra ,men jag krockade en gång i luften med en anka,i 200 km/tim, så det riste i hela planet, men såg aldrig något märke förutom blod på vingens framkant. Där hade jag dubbla lager glasväv. Nu är PVC-cellplast lika stark i alla riktningar, vilket kanske inte är optimalt vid ett kajakbygge

Oj, hoppas jag inte fick hela diskussionen att spåra iväg från träriket... :)

Som du nämner Jacob så är ett problem att de nakna listerna har låg styvhet och det krävs då lite fler mallar och större försiktighet vid slipning. Men med försiktighet tycker jag det har gått bra.

Den lättaste kajaken är en havskajak på 520cm längd som före linor, sits och inredning vägde 13kg, med Divinycell H80 och glasfiber/kevlar. Jag skall under vintern försöka lägga ut en byggdagbok på nätet från det bygget (den har funnits ute innan...). Den kajaken har varit med om mycket rockhopping och tuff användning, och man ser små inbuktningar på en del ställen. Men den är överstyv och man kan utan problem gå på däcket, sä här är punktbelastningar ett större problem än styvhet, och det tror jag generellt gäller för sandwichlaminat i kajakers dimensioner.

Divinycell H200 tar bort punktbelastningsproblemen, men är istället lite tyngre, och man frestas att göra ribborna tunna, vilket minskar dess styvhet vid listbyggningen.

Nu var det rätt många år sedan jag gjorde de byggena men en vacker dag skall jag titta närmare på att hitta en optimal balans mellan styvhet, vikt och tålighet mot punktbelastning. Tror det hamnar närmre H200, långt ifrån vad man normalt använder vid konventinellt båtbygge, just pga skalan på en kajak.

Jättebra med kommentarerne Johan. Förutom materialen (trä kontra cellplast) så verkar vi ha kommit fram till ungefär samma slutsats. Gran verkar i dimensoner runt 5 mm vara lite för starkt/tungt (430g), medan balsa (140g) verkar vara lite för svagt. Du lutar åt 200g. Medan jag tänker använda Paulownia (270g) men i helt samma tjocklek som jag brukar dvs. Runt 4 - 5 mm då det verkar vara rätt tjocklek på laminatet i skrov i kajakdimensioner. Skulle jag göra en större båt kunde jag frestas att gå upp i tjocklek (även i fiberskiktet) och ner i densitet, men för kajak tro ja att rätt styvhet uppnås runt 4 mm och då får man anpassa densiteten/ styrka efter detta, och jag antager utan att ha räknat på det att 200-300 kg/m3 är rätt. Sedan kan man troligen gå ner i tjocklek på distansmaterial i endskeppen - och då naturligtvis även på fiberskiktet ( här får man dock främst i förskeppet tänka på punktbelastning, slitstyrka och förmågan att ta upp större belastningar vid grundstötningar mm. - men i däcket och på insidan borde det vara möjligt att gå ändå ner till vikter runt 80 g.

Då jag inte vilbörja en lång lamineringsprocess bara för att tästa gör mina testlamineringer samtidigt med att jag laminerar utsidan av skrovet, varför det kommer dröja lite innan mina testresultat är klara. Jag ser fram emot att läsa Johans byggblogg när den blir tillgänglig.

Jocob, mitt gamla bygge i divinycell strip finns nu på http://www.clapotis.se. Kanske inte så mycket nytt om materialdimensionering, men iallafall lite bilder.

Lycka till!

Det är ju nu en gammal diskussion. Men jag vill flika in en detalj.

Jag har ett förflutet som segelflygtekniker. Allt emedan divinycell är väldigt vanligt som distansmaterial, så har balsa använts. Däremot har det nog aldrig varit en del av huvudstrukturen.

Precis som i Björns kommentar (9), så finns det vävar där balsa limmats på en duk mot ändträet. Limmet väter bra i ändträet och fiberriktningen bildar (relativt) starka kolonner mellan ytskikten. Detta dämpar problem med delaminering en del.

Som distansmaterial, har det endast till uppgift att hålla de omgivande ytorna på rätt avstånd från varandra. På det viset kan ytorna i sig koncentrera sig på att ta upp dragande och tryckande krafter.

Balsa är visserligen rötkänsligt. Men om alla mellanrum mellan rutorna av ändträ i balsa fylls med lämpligt lim, sprider sig rötan väldigt begränsat. Och sen kan man ju förstås fundera på hur tungt allt limmet blir ...

Jag har börjat utvärdera Paulownia som ersättare till gran. Fram tills nu har jag testat styvhet och brottstyrka för trälister och det ser lovande ut för Paulownia om man vill bygga lätt. Jag tror man kan bygga en kajka med Paulownia och minska vikten ca 3kg jämfört med gran utan större kompromiss på hållfastheten.

Jag har påbörjat provpreparering för glaafiberlaminerade lister men väntar på material för att kunna fortsätta.

Hemsidan är lite svårnavigerad då menyn inte riktigt fungerar som jag vill.

https://sites.google.com/view/minkajak/home

Per, jag bygger nu en Black Pearl i Paulownia. Du hittar kanske lite matnyttigt på min blog.

https://frejbygge.blog.se/category/black-pearl/?order=asc

Jan Sörfelt och Per.

Vad fick ni för vikt på era byggen?

Själv har jag äntligen byggt färdig min Havsracer. Skrovet blev liggande i nästan 10 år innan jag byggde däcket i fjol. Totalvikten blev precis under 12 kg, vilket var målet. Skrovet och det infällbara rodret väger ca 7 kg. Det är byggt av 4 mm:s abachi med 160 grams twill på båda sidor. Däcket är modifierat av mig själv och något högre än originalkonstruktionen, det är byggt av 4 mm:s paulownia med 160 grams twill på utsidan och 80 på insidan. I motsats till originalkonstruktionen har det en surfskisittbrunn i kolfiber, förstyvad med stringers av balsa och glasfiber. Hela däckskonstruktionen inklusive lucka för roder, linor, fotplatta och pedaler väger ca 5 kg. Jag har paddlat den i relativt grov havssjö och som jag kan avgöra på ren känsla är den lika styv som min fabriksproducerade surfski, bygd med dubbelskrov av kolfiber.

Torbjörn, vikten på min Black Pearl landade på 13,2 kg. Paulownia, mest vanlig 160g/m2 väv, kolfibersits från Petrus, fast fotstöd, luckor från RWO o kajaksportskädda med vajer.

I vintras byggde jag en Nanoq till min grabb. Slutvikten där blev 14,8 kg vilket överträffade förväntningarna. Paulownia, mest vanlig väv 160g/m2, tre luckor samt fjäderskädda från kajaksport, smarttrack fotstöd och sits i skum/glasfiber.

Kajakerna är lackade med minst tre lager 2K-färg. Jag har använt 5mm ribbor till båda.