Kompiliert von Alois Payer
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Payer, Alois <1944 - >: Holz als Material. -- 4. Werkstoffe aus Holz. -- (Architektur für die Tropen). -- Fassung vom 2010-02-15. -- URL: http://www.payer.de/tropenarchitektur/troparch044.htm
Erstmals veröffentlicht: 2009-12-10
Überarbeitungen: 2010-02-15
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น้ำชา gewidmet
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Nicht mehr nutzen, als nachwächst!
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Diese Kompilation will nur Denkanstöße geben. Für den baumeisterlichen Umgang mit Holz muss die angegebene Literatur sowie die Erfahrung von Fachleuten herangezogen werden.
"Werkstoffe aus Holz werden aus Rohholz hergestellt. Neben der mechanischen Bearbeitung ist für einige Werkstoffe aus Holz die Zugabe von Klebstoffen und das Pressen unter Druck- und Wärmeeinwirkung erforderlich. Kennzeichnend ist neben der Dimensionierung vielfach auch eine Homogenisierung der Eigenschaften." [Quelle: Wissensspeicher Holztechnik : Grundlagen / [Federführung: Klaus Roland. Autoren: Müller, Wolfgang ...]. -- 2. Aufl. -- Leipzig : Fachbuchverl., 1988. -- 719 S. : Ill. ; 24 cm. -- ISBN 3-343-00084-1. -- S. 62.]
Der Informationsdienst Holz nennt folgende Holzprodukte für den Bau:
Im Folgenden werden einzelne dieser (sowie andere) Holzprodukte dargestellt. Für Weiteres wird auf den Informationsdienst Holz verwiesen.
Da Vollholz nur beschränkt normierbar ist und nur beschränkt formbeständig ist (quillt und schwindet), setzen sich immer mehr Holzwerkstoffe mit genormten Eigenschaften durch. Holzwerkstoffe erlauben auch eine bessere Ausnutzung des Holzes (zum Teil auch Holzabfälle). Furniere helfen zu einem sparsamen Gebrauch wertvoller und seltener Tropenhölzer.
Ausführlicher:
Ambrozy, Heinz Geza <1959 - > ; Giertlová, Zuzana <1962 - >: Planungshandbuch Holzwerkstoffe : Technologie, Konstruktion, Anwendung. -- Wien [u.a.] : Springer, 2005. -- 261 S. : Ill. ; 29 cm. -- 3-211-21276-0
z.B. Masten, Pfähle, Stangen
Abb.: Traditionelle japanische Konstruktion mit Rundholz
[Bildquelle: Morse, Edward Sylvester <1838-1925>:
Japanese homes and their surroundings. -- Boston, Ticknor, 1886. --
XXXIII, 372 S. : Ill. ; 26 cm. -- S. 17]
Abb.: Traditionelle japanische Konstruktion mit Rundholz
[Bildquelle: Morse, Edward Sylvester <1838-1925>:
Japanese homes and their surroundings. -- Boston, Ticknor, 1886. --
XXXIII, 372 S. : Ill. ; 26 cm. -- S. 18]
Abb.: Bauschnittholz
[Bildquelle: Sascha Pöschl / Wikipedia. -- Gemeinfrei]
Abb.: Plain sawing
[Bildquelle: Burton, 1915]
Abb.: Quarter sawing
[Bildquelle: Burton, 1915]
Abb.: Methoden, Holzstämme aufzusägen
[Bildquelle: Koehler, 1924]
Abb.: Furnier aus Balsaholz (Ochroma pyramidale)
[Bild: A. Payer, 2008. --
Creative
Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]
Als Furnier bezeichnet man dünne Holzlagen von ca. 0,5 bis 8 mm Dicke.
Nach der Herstellung unterscheidet man
Die Zeichnung eines Furniers ist bedingt durch
Abb.: Furniere vor der Verarbeitung
[Bildquelle: MatthiasKabel / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Erzeugung von Schälfurnier
[Bildquelle: Fritz Becker KG / Wikipedia. -- GNU-FKL (Namensnennung)]
Schwarten entstehen beim Sägen von Schnittholz als äußerste Schichten
Abb.: Schwarten, Ofterdingen, Deutschland
[Bild: A. Payer, 2009. --
Creative
Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]
Abb.: "Thermoholz der Rotbuche (Fagus sylvatica) im Vergleich (von rechts nach
links): gedämpft (Rotkern), TMT-Buche 190 (thermobehandelt bis ca. 190 °C),
TMT-Buche 200 (thermobehandelt bis ca. 200°C)."
[Bildquelle: Michel Weidner / Wikipedia. -- Public domain]
"Thermisch modifiziertes Holz (englisch: Thermally Modified Timber, kurz TMT) ist das Endprodukt einer thermischen Behandlung (Erhitzen) von Holz auf mindestens 160 °C bei Sauerstoffmangel. Der Begriff Thermoholz wird häufig synonym verwendet. Ziel der thermischen Holzmodifikation ist es, technische Eigenschaften des Baustoffs Holz über den gesamten Holzquerschnitt für bestimmte Einsatzzwecke zu verbessern. So sorgt z.B. die durch Hitzebehandlung erzielte hohe Fäulnisresistenz dafür, dass sich auch heimische Hölzer für den Einsatz im Außen- und Nassbereich eignen, ohne dass nach kurzer Zeit Schäden durch Pilzbefall entstehen. Die verringerte Wasseraufnahmefähigkeit von Thermoholz reduziert die für Holz typische Neigung zum Quellen und Schwinden, Schüsseln und Reißen. Nach mehreren Jahrzehnten Forschung begannen die ersten industriellen Anlagen gegen Ende der 1990er Jahre in Finnland zu produzieren.
[...]
Grundsätzlich sind alle Holzarten für die Thermomodifikation geeignet. Praktisch konzentriert sich dies auf folgende Hölzer: Erle, Buche, Eiche, Ahorn, Esche, Birke sowie Robinie bei den Laubhölzern sowie Fichte und Kiefer bei den Nadelhölzern. In thermisch modifiziertem Holz aus einheimischen Nadel- und Laubhölzern wird eine ökologische Alternative zu Tropenhölzern wie Bangkirai oder Teak gesehen. Das liegt zum einen an der Möglichkeit, thermisch modifiziertes Holz im Nass- oder Außenbereich einzusetzen, zum anderen an der dunklen Farbe, welche das Holz je nach Intensität der Thermobehandlung erhält. Ebenso bietet Thermoholz eine unbedenkliche Alternative in Anwendungsbereichen, in denen die Verwendung mit chemischen Schutzmitteln getränkten/imprägnierten Holzes gängig ist. Typische Einsatzbereiche sind Terrassendielen und -möbel sowie Holzböden im Sanitär- und Saunabereich.
Da das Ausmaß der Tragfähigkeitsverringerung noch nicht ausreichend erforscht ist, stellt TMT (im Gegensatz zu konventionellem Bauholz) derzeit kein geregeltes Bauprodukt dar. Es darf daher ohne speziellen Verwendbarkeitsnachweis nicht für tragende und aussteifende Zwecke eingesetzt werden."
[Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Thermisch_modifiziertes_Holz. -- Zugriff am 2009-12-04]
Press-Vollholz ist durch Druck und Wärme verdichtetes Holz.
Bei Tränkvollholz bringt man Flüssigkeiten ins Holz ein, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen. Man tränkt mit
"Formvollholz wird nach einer Vorbehandlung in Heißdampf oder Heißwasser plastifiziert und durch Stauchen in Faserrichtung in entsprechenden Formen hergestellt." [Quelle: Wissensspeicher Holztechnik : Grundlagen / [Federführung: Klaus Roland. Autoren: Müller, Wolfgang ...]. -- 2. Aufl. -- Leipzig : Fachbuchverl., 1988. -- 719 S. : Ill. ; 24 cm. -- ISBN 3-343-00084-1. -- S. 79.]
"Holzwerkstoffe sind Werkstoffe, die durch Zerkleinern von Holz und anschließendes Zusammenfügen der Strukturelemente erzeugt werden. Dabei können die Elemente sowohl über Klebstoffe wie auch durch andere Bindemittel oder auch mechanische Verbindungen miteinander verbunden sein." [Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Holzwerkstoff. -- Zugriff am 2009-12-09]
Holzwerkstoffe bestehen also aus
Im Folgenden wird zunächst grob unterschieden zwischen kunstharzgebundenen und mineralisch gebundenen Holzwerkstoffen
Der für kunstharzgebundene Holzwerkstoffe gewählten Einteilung liegen im Wesentlichen die Verfahren zugrunde, die der Zurichtung des Holzes bzw. seiner Bestandteile zugrundeliegen: Rundholz kann man
Weiters gibt es
Daraus folgt folgende Übersicht über Holzwerkstoffe
Die meisten Holzwerkstoffe enthalten künstliche Klebstoffe. Einige verwenden nur die holzeigenen Klebstoffe.
Nach DIN EN 923 wird ein Klebstoff als „nichtmetallischer Werkstoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden kann“ definiert.
Einteilung von Klebstoffen:
"Die Leimtechnik war eine der großen, bahnbrechenden Neuerungen im Holzbau des letzten [20.] Jahrhunderts. Das Brettschichtholz öffnete dem Ingenieurbau buchstäblich eine neue Dimension." [Quelle: Steurer, Anton <1947 - >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. -- Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. -- 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. -- Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. -- ISBN 978-3-7643-7164-7. -- S. 58.]
Holzwerkstoffe auf Vollholzbasis sind
Abb.: Brettschichtholz
[Bildquelle: mitopencourseware. --
http://www.flickr.com/photos/mitopencourseware/3047507833/in/photostream/ .
-- Zugriff am 2009-11-27. --
Creative
Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]
Abb.: Brettschichthölzer
[Bildquelle: Sinoplu diyojen / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Nach der Verwendungsart in Holzwerkstoffen unterscheidet man
Holzwerkstoffe auf Furnierbasis sind:
Furnierstreifenholz - Parallel Strand Lumber (PSL): ca. 16 mm breite und 3 mm dicke Furnierstreifen werden längenversetzt im Durchlaufverfahren zum Balken verleimt. Günstig für große Fachwerkkonstruktionen.
Für structural plywood gilt in den USA U.S. Product Standard PS 1-07: Online: ts.nist.gov/Standards/.../PS 1 final complete w cover.pdf. -- Zugriff am 2009-11-16
Abb.: Furnierschichtholz - Laminated Veneer Lumber (LVL)
[Bildquelle: Ctd 2005. --
http://www.flickr.com/photos/kikisdad/45462768/. -- Zugriff am 2009-11-16.
-- Creative Commons
Lizenz (Namensnennung)]
Die kreuzweise Verleimung von Sperrholz dient einem Ausgleich der richtungsabhängigen Formunbeständigkeit von Holz (quellen und schwinden). Damit die Kräftewirkung gleichmäßig ist und nicht zum Verziehen führt, muss Sperrholz symmetrisch zur Plattenmittelebene aufgebaut sein. Aus diesem Grund muss die Anzahl der Lagen auch ungeradzahlig sein (3, 5, 7, 9 usw. Lagen).
Abb.: Furniersperrholz und Stabsperrholz (unten)
[Bildquelle: mitopencourseware. --
http://www.flickr.com/photos/mitopencourseware/3048343704/in/photostream/.
-- Zugriff am 2009-11-27. --
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Abb.: Aufbau einer dreilagigen Stäbchenplatte
Abb.: Schnitt durch Sperrholz
[Bildquelle: Mendaliv / Wikipedia. -- Public domain]
Abb.: Herstellung von Sperrholz (animated gif)
[Bildquelle: Lyena / Wikipedia. -- Public domain]
Abb.: Biegesperrholz
[Bildquelle: Elke Wetzig / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Gelochte Sperrholzplatten als Wand, Cranbrook Institute of Science,
Bloomfield, Michigan, USA. Steven Holl Architects, 1999
[Bildquelle: k.l.macke. --
http://www.flickr.com/photos/kmacke/3286200844/. -- Zugriff am 2009-11-09.
-- Creative
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Durch das Auflösen von Vollholz in dünne Lagen können durch Pressen gekrümmte Formen erstellt werden, die nach dem Verfestigen des Leimes ihre Form behalten: Formschichtholz und Formsperrholz.
Abb.: Regal-Träger aus Formsperrholz
[Bild: A. Payer, 2009. --
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Abb.: Regal-Träger aus Formsperrholz, Detail
[Bild: A. Payer, 2009. --
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Abb.: Formpressen von Formsperrholz
[Bildquelle: Fritz Becker KG / Wikipedia. -- GNU-FKL (Namensnennung)]
Abb.: Bearbeitung von Formsperrholz
[Bildquelle: Fritz Becker KG / Wikipedia. -- GNU-FKL (Namensnennung)]
Abb.: Holzspäne, hier für die Papierherstellung, Brisbane, Australien
[Bildquelle: monkeyc.net. --
http://www.flickr.com/photos/73584213@N00/101100525. -- Zugriff am
2009-12-10. --
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Ursprünglich verwendete man Abfallspäne (Sägespäne, Hobelspäne, Schälspäne. Der Wunsch nach Optimierung der Eigenschaften und wirtschaftlicher Produktion führte dazu, dass die Späne maschinell speziell für Spanplatten hergestellt werden. Spanplatten werden aus geringwertigem Holz in hochautomatisierten Anlagen hergestellt. Die Späne werden vorwiegend aus entrindetem Rundholz und Industrie-Abfallholz hergestellt. Spanplatten sind deshalb billiger als Lagenholz.
Die Späne sind je nach Plattenart unterschiedlich groß, sie sollen aber möglichst langfaserig sein. Das bedeutet, dass Abfallspäne der Holzverarbeitung nur einen geringen Anteil haben dürfen.
Manche der bei der Spanplattenherstellung verwendeten Kunstharzleime geben über lange Zeit das gesundheitsschädliche Formaldehyd (formaldehyde - ฟอร์มาลดีไฮด์) (Methanal) ab. Spanplatten werden deshalb in Emissionsklassen eingeteilt. Sie dürfen nicht für andere als die zugelassenen Zwecke verwendet werden.
Abb.: Formaldehyd verwendet man zur Konservierung biologischer Präparate,
Zoologisches Museum, Cluj, Rumänien
[Bildquelle: Curious Expeditions. --
http://www.flickr.com/photos/curiousexpeditions/2198306318/. -- Zugriff am
2009-12-01. --
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Formaldehyd (formaldehyde - ฟอร์มาลดีไฮด์) ist giftig und krebserregend!
Es gibt zwei Press- und Verdichtungsverfahren :
Die wichtigsten Arten von Spanplatten sind:
Abb.: Flachpressplatte (FPY) - flat-press particle board
[Bildquelle: D-Kuru / Wikimedia Commons. --
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Abb.: Flachpressplatte (FPY), Dreischichtplatte (vergrößert)
[Bildquelle: D-Kuru / Wikimedia Commons. --
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Abb.: Pressspan
[Bildquelle: Reinhard Kirchner / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Grobspanplatte (OSB) vor der Pressung
[Bildquelle: MatthiasKabel / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Grobspanplatte (OSB)
[Bildquelle: C. Sander / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Stahlskelettbau, verkleidet mit Grobspanplatten (OSB)
[Bildquelle: Steelman / Wikipedia. --
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"Comparison of Tropical Mix Wood Particle Board to Rubber Wood Particle Board Some particle board today are manufactured of rubber wood, mainly from Thailand and some regions of Malaysia. Tropical Mix Wood accounts for a smaller percentage of the total production of particle board from the Asian Region.
Tropical Mix Wood's main differences with rubber wood particle board is its color, strength, and density.
Tropical mix wood particle board, made from timber residues and wood waste, gives it a competitive edge over rubber wood particle board with its high bending strength. Tropical Mix Wood furniture reduces wear and tear of a furniture including common issues such as dented edges after collision however rubber wood tend to fail at this area. Tropical mix wood particle board has strengths comparable to MDF however at a fraction of the cost therefore it is still widely used in the market today. Tropical Mix Wood has a higher moisture resistance as compared to Rubber Wood however glue type also plays an important role in it.
Tropical mix wood are usually heavier in weight due to its difference in raw material and density. (More Compact in a sense)
Rubber wood has a bright look (yellowish) due to color of rubber wood with tropical mix wood having a brown color finish.
Both products are great for lamination purposes and furniture making industries."
[Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_board. -- Zugriff am 2009-12-01]
Abb.: Herstellung von Holzfaserplatten
[Bildquelle: Frank Schramm / Wikipedia. -- Public domain]
Für die Herstellung von Holzfaserplatten kann geringwertiges Holz verwendet werden wie dünnes Rundholz, Abfallholz und in geringem Umfang auch Abfallspäne. Das gereinigte und entrindete Holz wird zuerst zu Hackschnitzeln zerkleinert und dann bei 140 bis 160°C und einem Druck von 7 bis 8 bar weichgekocht. Dann wird es zu feinen Fasern zermahlen. Diese Fasern werden getrocknet, mit Leim besprüht und unter hohem Druck und hoher Temperatur gepresst.
Holzfaserplatten haben in allen Richtungen ein weitgehend gleichmäßiges (homogenes) Gefüge. Im Vergleich zu Spanplatten haben MDF-Platten eine höhere Dichte, Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit und eine geringere Dickenquellung. MDF-Platten können fast wie Vollholz spanend bearbeitet werden.
Wichtige Formen von Faserplatten sind:
Abb.: Mitteldichte Faserplatten - medium density fiberboard (MDF)
[Bildquelle: Vaderluck / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Hartfaserplatten - - hardboard / high-density fiberboard
[Bildquelle: jiskar. --
http://www.flickr.com/photos/7196242@N07/3915967108 . -- Zugriff am
2009-11-16. --
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Abb.: Mechanische Faserstreumaschine zur Herstellung von Faserplatten (MDF)
[Bildquelle: WeSchKR / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
"Ein Verbundwerkstoff ist ein Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien. Der Verbundwerkstoff besitzt andere Werkstoffeigenschaften als seine einzelnen Komponenten. Für die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie der Komponenten von Bedeutung. Insbesondere spielen oft Größeneffekte eine Rolle." [Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Verbundwerkstoff. -- Zugriff am 2009-12-09]
Abb.: Durisol®-Mantelstein, ein Holz-Zement-Werkstoff
[Bildquelle:
http://pressetext.at/show_attach.mc?pte=090415030. -- Zugriff am 2009-12-03.
-- honorarfreies Pressefoto]
Abb.: Wood Plastic Composites (WPC) - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe
[Bildquelle: VarunRajendran / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Wood Plastic Composites (WPC) - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe
[Bildquelle: Elke Wetzig / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Abb.: Decke aus Wood Plastic Composites (WPC) - Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen
[Bildquelle: Bill Bradley / Wikipedia. -- GNU FDLicense]
Zu: 5. Verarbeitung. -- 1. Grundtechniken