Werkstoffe 1 - Holz

Massnahme zur Verlängerung der Lebensdauer eines Holzes.

Holz wird bei Sauerstoffmangel stark erhitzt. --> wird dunkler.

+ erhöhte Dimensionsstabilität

+ geringere Ausgleichsfeuchte

- geringere Festigkeit

- Holz wird spröder

Acetylierung bei der Hydroxilgruppen der Zellwände gesättigt werden.

+ Dimensionstabilität nimmt zu

- Essigsäure bleibt im Holz --> unangenehme Gerüche, kann Verbindungsmittel angreifen

Im Gegensatz zu Stahl verliert Holz seine Festigkeit nicht schlagartig:

wegen geringerer Wärmeleitfähigkeit und die sich ausbildende Holzkohleschicht schützt den Kern.

Aussreichende Dimensionierung

Feuerhemmende Schutzmittel

• z.B. wasserhaltige Kristalle: Beim Verbrennen geben sie Wasser ab, was dem Feuer Wärme entzieht und die Bildung einer Holzkohleschicht beschleunigt.
• Schaumschichtbildner: Bildet bei Feuer eine mikroporöse Schaumschicht.

Holzlasuren:

• Hydrophobisierung
• UV Absorber (organisch/anorganisch)
• Metalloxidische Beschichtungen

Massivholzplatten: Ein- oder mehrschichtig, bis zu 3 x 12 x 0.5 Meter

Stabförmig: Brettschichtholz, verklebte Elemente

Verbundelemente: z.B. Kastenträger; Hohlräume können mit Sand (Schalldämmung)
oder mit Wärmedämmstoffen (Wärmedämmung)

Furnier: Dünne Schicht aus Holz

Schichtholz (parallel)
Sperrholz (90° alternierend)
Sternholz (leicht versetzt)

Parallam: parallel angeordnete dünne Furnierstreifen miteinander verleimt.
 

Holzspäne werden gepresst und verleimt.

Vergleichbare Festigkeiten auf Zug und Druck mit Vollholz
+ Etwa doppelt so hohe Biegefestigkeit
+ Grössere Homogenität
 

- Springbackeffekt: Da gepresst --> Quellung grösser als bei Vollholz und zum Teil irreversibel.

OSB (Oriented Strand Board): Lange, schlanke flächige Späne

LSL (Spanstreifenholz): Extra lange Späne

HDF (high density fibre boards): hart, wird im Nassverfahren hergestellt, einseitig rau

MDF (medium density fibre boards): Trockenverfahren, ähnliches Dichterpofil wie Spanplatten.

Faserdämmplatten: sehr hohe Dichte, können im Nass- und Trockenverfahren hergestellt werden

Mehrschichtiges Material, mit häufig hochfesten Decklagen und leichterem Kern.

Holzwerkstoffe, meist auf der Basis von Spänen und Furnieren, die primär dem Ersatz von Vollholz dienen.

Mischung aus Holzpartikel mit einem Kunststoffanteil von 5-95%.

Verarbeitung gleich wie bei Kunststoffen

Materialeigenschaften ähnlich wie bei Kunststoffen

• Speicherung und Abgabe von Reservestoffen
• Harzproduktion (Epithelzellen)
• Überwiegend in Holzstrahlen
• lebend

Harzproduktion

Früholz:

• Geringe Dichte
• Wassertransport

Spätholz:

• Hohe Dichte
• Mechanische Stabilität

In Klimazonen mit deutlichem Jahreszeitenrythmus.

Abwechslung von Früh- und Spätholz.

In Tropen: Zuwachszonen, keine Jahresringe

• Genetisch determiniert
• Kern ist weniger feucht als Splint
• Einlagerung chemischer Substanzen in die Zellwand führt zu erhöhter Dauerhaftigkeit

Farbkernbildung: Kiefer, Lärche, Eiche, Robinie

Ohne Farbunterschied: Fichte, Tanne

Falschkernbildung durch äussere Einflüsse

keine Einlagerung von chemischen Substanzen in die Zellwand (keine erhöhte Dauerhaftigkeit)

Falschkernbildung: Buche, Esche

Verstopfung von Laubholzgefässen bei Verkernung. Schutz gegen Eindringen von Luft und Mikroorganismen.

Der Mikrofibrillenwinkel (MFA) ist der Winkel zwischen der Zell-  und Mikrofibrillenorientierung. 

Der MFA in S2 der Zellwand hat Einfluss auf mechanische Eigenschaften des Holzes wie z.B: das Quellen und Schwinden

Druckholz: bildet sich entgegen der Belastung, Einlagerung von Lignin, Dunkelfärbung, erhöhte Druckfestigkeit, hoher Mikrofibrillenwinkel

Zugholz: an der Belastungsstelle, Einlagerung von Cellulose - keine Verfärbung, erhöhte Zugfestigkeit, kleiner Mikrofibrillenwinkel

Darrdichte [kg/m³]:

130 (Balsa) - 1230 (Pockholz)

Fichte - 420

Lärche - 550

Eiche - 650