JAHRGANG 51, AUSGABE 4/2010

Begriffe wie „high-tech“ und „low-tech“ begleiten uns täglich und die Technologieführerschaft in einem bestimmten Bereich ist oft ein wichtiger Indikator für die Entwicklung und Leistungsfähigkeit einer Volkswirtschaft. Unsere Welt bzw. unsere Gesellschaft ist durch Technik geprägt. Ihr verdanken wir unseren Lebensstandard, aber auch unsere Herausforderungen und Probleme, da die Auswirkungen technischer Entwicklungen und technologischer Veränderungen oft erst zeitverzögert allgemein erkannt werden.

Massives Holz kann nach Erwärmung in unterschiedliche Richtungen quer zur Faser verdichtet werden, wodurch die Inhomogenität des Pressholzes verstärkt oder vermindert wird. Im Folgenden werden hierzu tomografische Untersuchungen und qualitative numerische Simulationen vorgestellt, die auf einem meso-mechanischen Modell basieren.

Bei den Auswertungen der Prüfergebnisse der Kurzzeiteigenschaften der im Rahmen der vorliegenden Arbeit thermisch nachbehandelten OSB und Massivholzplatten konnte festgestellt werden, dass die Behandlung auf die mechanischen Eigenschaften der untersuchten Holzwerkstoffe überwiegend eine positive Wirkung hatte. Die entsprechenden Normanforderungen erfüllten die jeweiligen Holzwerkstoffe in der Regel deutlich. Besonders die hygrischen Eigenschaften Dickenquellung, Wasseraufnahme und Ausgleichsfeuchte wurden durchweg sehr positiv beeinflusst. Bei diesen beiden Prüfungen wiesen die thermisch nachbehandelten Materialien ausnahmslos deutlich bessere Prüfwerte auf als die jeweils unbehandelten Vergleichsmaterialien. Die Untersuchungen werden mit weiteren Klebstoffen fortgesetzt.

Die meisten der mechanischen Eigenschaften der hergestellten Holz-Elastomer-Komposite waren im Vergleich zur nicht mit Holzpartikeln gefüllten Matrix herabgesetzt. Es ist davon auszugehen, dass die Bindungen in der Grenzschicht zwischen Holzpartikeln und Matrix unzureichend sind und es somit nicht zu einer Verstärkung (aktiver Füllstoff, wirkt verstärkend) sondern nur zu einer Füllung (inaktiver Füllstoff, keine verstärkende Wirkung) kommt. Es findet keine mechanischen Verstärkung der Komposite durch eine Aufnahme und Weiterleitung der Belastung durch die Holzpartikel oder –fasern statt. Die Dichte stieg bei Einmischung der Holzpartikel an und wirkt sich auch in einer erhöhten Härte (Shore A) aus. Bei der Verwendung von Holzpartikeln mit ausgeprägtem Längenschlankheitsgrad (TMP-Fasern) konnte der Weiterreißwiderstand erhöht werden. Signifikant herabgesetzt werden Zugfestigkeit und Reißdehnung; die Wasseraufnahme wurde signifikant erhöht. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war die Substitution pyrogener Kieselsäure, welche auf Grund ihrer großen spezifischen Oberfläche (200 m²/g bis 400 m²/g (Hofmann und Gupta, 2001)) eine verstärkende Wirkung auf Silikon-Compoundierungen hat (Wacker, 2006). Die Arbeit zeigte, dass durch das Einbringen von Holzpartikeln und -fasern als Füllstoff keine höheren Festigkeiten zu erzielen waren. Füllstoffe aus Holz stellen somit keine Konkurrenz zu verstärkenden Füllstoffen dar, sondern sind vielmehr als Ersatz für nicht verstärkende Füllstoffe wie Diatomeenerde oder gefällte Kieselsäure zu sehen.

WPC-Materialien werden bisher überwiegend in der Profilextrusion eingesetzt. Mit deutlichen Zuwachsraten erobert sich das Material auch im Spritzgießmarkt einen Anteil. Im mittleren Beanspruchungsbereich wird es oft als Alternative zu glasfaserverstärktem oder mineralisch gefülltem Polypropylen eingesetzt. Einige Besonderheiten gilt es dabei zu beachten.

Die biologische Dauerhaftigkeit von Holz-Polymer-Werkstoffen (WPC) ist eine wichtige Voraussetzung für eine Außenanwendung, wie zum Beispiel als Terrassendeck. In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Bewertung und zur Verbesserung der biologischen Beständigkeit vorgestellt. Es wurden WPC-Muster mit Zusatz von Partikeln aus thermisch modifizierten Nadelholzpartikeln hergestellt und biologischen sowie physikalischen Prüfungen unterzogen. Eine reduzierte Wasseraufnahme gegenüber einer Standardvariante ohne Thermoholzpartikel war mit einer verbesserten Dauerhaftigkeit gegen holzzerstörende Basidiomyceten verbunden. Die durch Basidiomyceten erreichten Masseverluste waren bei allen geprüften WPC-Mustern gegenüber Vollholz aus Kiefernsplint vergleichsweise gering. Die Abnahme des Biege-Elastizitätsmoduls im Pilzversuch war jedoch ein deutliches Zeichen für eine pilzliche Beeinflussung der Haftung zwischen Polymermatrix und Holzfaser. Ein Einfluss auf die Schimmelpilzbeständigkeit konnte mit den angewendeten Verfahren dagegen nicht eindeutig nachgewiesen werden. Hier besteht ein Bedarf an der Evaluierung eines geeigneten Prüfverfahrens, das im Rahmen eines geplanten F&E-Projektes entwickelt werden soll.

Zur Evaluierung der Eignung von Pulverlacken für die Beschichtung von Naturfaserwerkstoffen für die Möbelindustrie wurden Fasermatten aus Flachs, Hanf, Kenaf, Kokos und Holz mit Acrylharz imprägniert, verpresst und mit Pulverlack beschichtet. Die Oberflächenqualität wurde mittels Profilometermessungen bewertet. Obwohl alle Fasertypen prinzipiell problemlos pulverlackierbar waren, wurden deutliche Unterschiede in der Oberflächengüte gefunden. Wesentlichen Einfluss auf die Oberflächenqualität hatten neben der Faserart auch der Beharzungsgrad und die Plattenvorbehandlung.

Bei der energetischen Sanierung von Bestandsgebäuden kommen häufig Standardlösungen, wie zum Beispiel Wärmedämmverbundsysteme auf Polystyrol-Basis zum Einsatz. Grund hierfür ist oftmals Unsicherheit über baukonstruktive und bauphysikalische Gesichtspunkte. Das Ziel der Untersuchung, die im Rahmen des Forschungsverbundes „Holzbau der Zukunft“ an der Technischen Universität München entstand, war es daher, eine Katalog mit alternativen Sanierungslösungen zu erstellen, die auf dem Einsatz von Holz und Holzwerkstoffen basieren. Auf einzelnen Maßnahmenblättern, die vervielfältigt und einem Energieausweis beigelegt werden können, werden die wichtigsten Sanierungsmaßnahmen dargestellt. Neben einer kurzen Beschreibung und einer graphischen Darstellung, findet der Nutzer eine Aufstellung von Vor- und Nachteilen sowie Informationen zu den wichtigsten baukonstruktiven und bauphysikalischen Aspekten. Den Abschluss bildet eine kurze Übersicht über die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme.

Der Artikel befasst sich mit der Anwendung der Sub-Mikrometer-Computertomographie (Subµm-CT) zur Charakterisierung von Holzwerkstoffen, im speziellen von Oriented Strand Board (OSB), Spanplatte (PB) und mitteldichter Faserplatte (MDF). Eine der größten Herausforderungen stellte die Probengröße und die damit erreichbare maximale Auflösung dar. Die bei den drei Werkstoffen unterschiedlich großen Partikel (Strands, Späne, Fasern) erfordern auch entsprechend verschiedene repräsentative Probengrößen. Die aus der CT rekonstruierten Bilddaten ermöglichen dann eine qualitative und auch quantitative Charaktersierung der Holzwerkstoffe sowie das Erstellen von Volumenmodellen.