JAHRGANG 0, AUSGABE 3/2014

In dieser Studie wurden die mechanischen Eigenschaften von Elsbeere (Sorbus torminalis L.) verschiedener Standorte in Nordiran (Kaspischer Wald) untersucht. Das Probenmaterial wurde von nach dem Zufallsprinzip ausgewählten Bäumen entnommen. Die mechanischen Eigenschaften wie Biegefestigkeit, Druckfestigkeit parallel zur Faser, Schlagzähigkeit und Scherfestigkeit wurden jeweils von Holz in fällfrischem Zustand bzw. nach Lufttrocknung ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass jede Spezies abhängig von deren geographischen Standort und Alter, unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften aufweist. Die Vorbereitung und die Prüfung der Proben wurden in Anlehnung an den ASTM-Standard durchgeführt.

Formaldehydfreie Aminoplastharze auf der Basis von Melamin, Glyoxylsäure und Glyoxal wurden synthetisiert und als Klebstoff für verschiedene Holzwerkstoffe eingesetzt. Die Ergebnisse der orientierenden Untersuchungen lassen aussichtsreiche Lösungsansätze zur Herstellung von Spanplatten, mitteldichte Faserplatten (MDF) und Furniersperrholz erkennen. Die Formaldehydemission der Holzwerkstoffe liegt im Bereich von 0,01 ppm, ermittelt mit der Prüfkammermethode nach DIN EN 717-1 (2005). Bei Einsatz von Melamin-Glyoxylsäure/Glyoxal-Harz als Fließmittel in zementgebundenen Spanplatten wurden die Hydratation des Zements in der ersten Stunde erheblich beschleunigt und die mechanischen Platteneigenschaften verbessert.

Mehrlagige Schichtwerkstoffe unterliegen bei dynamischen Beanspruchungen extremen Belastungen, die häufig zum Versagen durch Delamination führen. Am Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD) wurden neuartige mehrlagige Schichtwerkstoffe mit dreidimensionalen textilen Verstärkungselementen entwickelt und deren Verhalten gegenüber mechanischen Beanspruchungen untersucht. Besonders geeignet sind diese für den Einsatz in brettförmigen Sportgeräten (Snowboards, Longboards, Ski, Kiteboards o. ä.), aber auch für Anwendungen im Fahrzeugbau. In 3-Punkt-Biege-versuchen wurde nachgewiesen, dass eine erhöhte Biegefestigkeit gegenüber herkömmlichen Schichtwerkstoffen durch das Einbringen der Verstärkungselemente erreicht wird. Die Auswertung der Versuche wurde vor allem mit Hilfe der Methode des paarweisen Vergleichs durchgeführt. Es zeigte sich, dass die Anzahl und Anordnung der Verstärkungselemente den größten Einfluss auf die Biegefestigkeit hat, während der Biegeelastizitätsmodul eng mit der Qualität der Laminierung der Unter- und Obergurte zusammenhängt.

Für die Herstellung eines hochporösen und schwer entflammbaren Schallabsorbers aus Holzpartikeln und dem Bindemittel Natriumwasserglas wurden drei Methoden zum Aufschäumen und Härten des Wasserglases entwickelt. Dabei brachte das rein chemische Schäum- und Härtungsverfahren nicht den gewünschten Erfolg. Das chemische Schäum- und physikalische Härtungsverfahren erzielte nur mäßige Ergebnisse. Das während des Härtungsprozesses entstehende Treibgas besitzt nicht den nötigen Gasdruck, um eine offenporige Schaumstoffstruktur zu initiieren. Jedoch weisen die Materialproben eine sehr gute Homogenität der inneren Struktur auf und besitzen nur wenige Strukturfehler. Häufiger sind die Strukturfehler beim physikalischen Schäum- und Härtungsverfahren aufgetreten. Dafür überzeugte diese Methode mit der Möglichkeit eine offenporige Zellstruktur herzustellen. Eine Kombination von physikalischem und chemischem Schäumverfahren führte zu einer Annäherung an den idealen Schallabsorber zum Einsatz in multifunktionalen Systemwänden.

Aufgrund ihrer hohen Tragfähigkeit bei axialer Beanspruchung sowie der wirtschaftlichen Montage ohne Vorbohren werden selbstbohrende Holzschrauben heutzutage für viele Anwendungen im

modernen Ingenieurholzbau eingesetzt. Hierbei wird das Ausziehverhalten, als ein gemäß EN 1995-1-1 (2004) nachzuweisender Versagensmechanismus axial beanspruchter Holzschrauben, nicht unwesentlich vom Feuchtegehalt u des Holzbauteils beeinflusst. Speziell im Fall von Holzfeuchten größer 12 %, weisen Ergebnisse von Laboruntersuchungen auf einen signifikanten Abfall der Ausziehfestigkeit hin, welcher jedoch im derzeitigen Bemessungskonzept nicht berücksichtigt wird. Diese im Rahmen von zwei Forschungsprojekten umgesetzten Prüfserien werden in diesem Aufsatz vorgestellt und erläutert. Zwei darauf basierende Modellansätze zur Berücksichtigung des Holzfeuchteeinflusses im Nachweisverfahren sowie zur Beurteilung von Ausziehprüfungen werden in weiterer Folge formuliert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen.

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Semi-Feldtest mit Lärmschutzwandelementen aus Holz durchgeführt. Ziel war es, valide, praxisrelevante Daten über Wirkstoffemissionen aus Holz, imprägniert mit Kupfer-Amin basierten Holzschutzmitteln, zu generieren. Vergleichend dazu wurde ein Labortest entsprechend CEN/TS 15119-1 (2008) durchgeführt und aus den Ergebnissen von 19 Tagen Laborversuch eine Prognose auf zwei Jahre erstellt. Ergebnisse aus dem Semi-Feldtest belegen Kupferemissionen von 3,8 % bzw. 2,9 % und Boremissionen von 23,2 %. Eine zusätzlich aufgebrachte hydrophobierende Beschichtung bewirkte eine Reduktion der Kupferemissionen um ca. 75 %. Die Prognose aus dem Labortest ergab im Vergleich zum Semi-Feldtest etwas geringere Kupferemissionen aus den mit impralit-KDS und Korasit KS imprägnierten Hölzern und etwas höhere Emissionen bei den zusätzlich hydrophobierten Hölzern. Die Prognose der Boremissionen hingegen ergab eine deutlich höhere Borauswaschung als im Semi-Feldtest.

Neben dem Vergleich mit vorangegangenen Ergebnissen ist das Ziel dieser Arbeit einen innovativen,

hoch strapazierfähigen Werkstoff mit Bambus als Rohstoff und Acrodur® als formaldehydfreien Binder

zu entwickeln, um Fortschritte in Richtung nachhaltiger Produktentwicklung in Schwellenländern zu

erreichen. Steigendes Wirtschaftswachstum in Ländern wie China, Indien und Brasilien, sowie in Teilen

Afrikas, zeigen das starke Verlangen nach neuen, innovativen Materialien aus lokal erreichbaren

Rohstoffen. Die Herstellung konventioneller Produkte aus Stahl, Zement oder Glasfasern in der

Automobilindustrie ist energieintensiv und nicht nachhaltig: Zement allein ist für 5 % der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Bambus ist ein schnell nachwachsendes und erneuerbares Baumaterial, welches in den genannten Ländern zwar genutzt, aber nicht zu seinem vollsten Potenzial in modernen Anwendungen verwendet wird. Hochverdichtete Bambusprodukte (CBP), ähnlich wie Sperrholz, OSB oder Leimholz, haben daher großes Potenzial, Alternativen zu Produkten mit schlechter Ökobilanz in Entwicklungs- und Schwellenländer zu bieten.