klein modifiziertees holz
© Andreas Berheide - Fotolia.com

Modifiziertes Holz

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 Modifiziertes Holz

 

 

 

 

 

  • Projekt PlaNaWood Open or Close

    Bearbeiter: Georg-August Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie (UGOE), Abteilung für Holzbiologie und Holzprodukte: Prof. Dr. Holger Militz

    HAWK, Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, Fakultät Naturwissenschaften und Technik, Göttingen: Prof. Dr. Wolfgang Viöl (Plasmatechnologie) und Prof. Dr. Gisela Ohms (Werkstoffanalytik)

    Beschreibung: Ziel des Projektes PlaNaWood ist es, modifiziertes Vollholz und Holzwerkstoffe mit neuartigen Eigenschaften bzw. deren Produktionsprozesse zu entwickeln. Die Teilprojekte dienen außerdem der Qualifizierung von wissenschaftlichen Nachwuchskräften.

    Folgende Inhalte sollen durch die interdisziplinär zusammengesetzte Arbeitsgruppe bearbeitet werden:

     

    • Verbesserung der Penetration von Modifizierungsreagenzien in Massivhölzer und Holzfurniere mittels Plasmabehandlung bei Atmosphärendruck zur Vereinfachung des Produktionsprozesses
    • Verbesserung der Adhäsion von modifizierten Holzoberflächen und Holzwerkstoffoberflächen bzw. Oberflächen von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen mittels Plasmabehandlung bei Atmosphärendruck für nachfolgende Produktionsschritte, wie Beschichten oder Verkleben
    • Belegung von Holz- und Holzwerkstoffoberflächen mit nanoskaligen Partikeln bzw. funktionellen Schichten zur Generierung fungizider, UV-stabilisierender, emissionssenkender und selbstreinigender Eigenschaften
    • Plasmadiagnostik zur Erforschung und Anpassung des Werkzeugs „Atmosphärendruck-Plasma“ an die gewünschte Holzmodifikation

     

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

     

  • Thermische Modifizierung: Heat-treatment with the vacuum-press dewatering method Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich, Institut für Baustoffe, Bauphysik: Prof. Dr. Peter Niemz

    Beschreibung: Mittels thermischer Modifizierung können ausgewählte Eigenschaften des Holzes signifikant verbessert werden. Dabei können die Anwendungsbereiche ohne den Zusatz von chemischen Stoffen erweitert werden. In der Arbeit werden die chemischen Eigenschaften von thermisch nach dem Vakuum-Press-Trocknungsverfahren (Vacu3) modifiziertem Laubholz (Eiche, Buche, Esche) sowie während der Wärmebehandlung entstehende Kondenswasser analysiert. Die Behandlungstemperaturen betrugen 195 und 210 °C. Es wurden der pH-Wert und die Abgabe von flüchtigen organischen Stoffen (VOC) sowie der Gesamtphenolgehalt gemessen. Die Abwässer wurden auf pH-Wert, Leitfähigkeit und Chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) untersucht. VOC Emissionen sind insbesondere beim Einsatz des Holzes im Innenbereich (Parkett, Möbel) von großer Bedeutung. Die Ergebnisse zeigten, dass die Emissionen der untersuchten Verbindungen niedrig waren. Die Zusammensetzung der stark sauren Abwässer bestand meist aus Phenolen, Aldehyden und Säuren. Mögliche Wege zur Nutzung der Komponenten müssen in der Zukunft erarbeitet werden.

    2013

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Eigenschaften von Schichtholz (LVL) aus wärmebehandelten Furnieren verschiedener Holzarten Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich Institut für Baustoffe, Bauphysik Prof. Dr. Peter Niemz

    Beschreibung: Die vorgestellten Untersuchungen wurden an unbehandeltem und thermisch behandeltem Furnierschichtholz (LVL) durchgeführt. Die thermische Behandlung (185 Grad C bzw. 212 Grad C) der zur Schichtholzherstellung genutzten Furniere (Pappel [Populus spp.], Buche [Fagus sylvatica L.], Eiche [Quercus robur L.] und Kiefer [Pinus sylvestris L.]) erfolgte vor der LVL-Fertigung. Zur Verklebung wurden je ein 2K-PVA, ein 1K-PUR und ein MF genutzt. Es konnte festgestellt werden, dass sich sowohl die Holzart, die thermische Behandlung sowie auch der Klebstoff auf die untersuchten physikalisch-mechanischen Kennwerte des Schichtholzes auswirken. Bezogen auf die Referenzproben (unbehandeltes Material) wurde das Quellverhalten bei 185 Grad C Wärmebehandlung um ca. 21 Prozent, bzw. bei 212 Grad C um 40 Prozent reduziert. Die Druckfestigkeit verringerte sich bei 185 Grad C um ca. 20 Prozent, bzw. um 33 Prozent bei 212 Grad C Wärmebehandlung, die Zugscherfestigkeit sank um 8 Prozent bzw. 17 Prozent. Die Reduzierung der Biegefestigkeit belief sich auf 8 Prozent bzw. 18 Prozent, die des Elastizitätsmoduls bei Biegung auf 7 Prozent bzw. 12 Prozent und der Schraubenausziehwiderstand minderte sich um 12 Prozent bzw. 23 Prozent.

    2013

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Analyse und Entwicklung einer Methodik zur Steuerung der Qualität bei der thermischen Modifikation von Holz Open or Close

    Bearbeiter: FH Salzburg, Holz und Biogene Technologien: FH-Prof. Dr. Bernhard Zimmer, Dipl. Holzw. Helmut Bächle (Dissertant), Herbert Irnberger, Thomas Wimmer

    Beschreibung: Erhitztes Holz: Dunkler – widerstandsfähiger – umweltfreundlich
    Thermoholz erfüllt neue Anforderungen und findet neue Einsatzbereiche. Für außen, im Feuchten oder aus Geschmacksgründen. Gezieltes Erhitzen macht Holz zum modernen Material.
    Holz ändert unter Hitze seine chemische Zusammensetzung und damit seine Eigenschaften. Bei 180 bis 220 Grad wird die Farbe dunkler, das Verhalten beim Klimawechsel ruhiger und die Widerstandsfähigkeit höher. Thermisch behandelt "arbeitet" Holz weniger und reagiert daher weniger auf Feuchtigkeit mit Formveränderung. Dieser Vorteil eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten wie zum Beispiel in Außen- oder Wellnessbereichen.
    Während der Erhitzungsvorgang bisher weitgehend von Erfahrungswerten abhängig war, erlauben die neuesten Forschungsergebnisse eine baldige Online-Steuerung der Thermobehandlung. Damit wird die Holzqualität verlässlicher und Ressourcen werden geschont, da Materialausfälle während der Produktion der Vergangenheit angehören.

    Laufzeit: April 2006 bis April 2009 
    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Thermisch vergütete und verdichtete Fichte für tragende Anwendungen des Ingenieurbaus Open or Close

    Bearbeiter: Thünen-Institut für Holzforschung: Rapp, A.O.; Welzbacher, C.

    Beschreibung: Ziel des beantragten Projektes ist es, aus Fichtenholz durch Kombination zweier bereits funktionierender Verfahren einen leistungsfähigen Baustoff für bewitterte, tragende Holzkonstruktionen ohne Einsatz von chemischen Holzschutzmitteln zu erzeugen und für die Holzwirtschaft schnellstmöglich nutzbar zu machen. Der Inhalt der Forschungen besteht in der Erarbeitung der verfahrenstechnischen Abstimmung vorhandener industrieller Prozesse über die Bestimmung der stofflichen Eigenschaften des neuen Materiales und seiner Produkte.

    Ergebnis: Der im Labormaßstab hergestellte Kombinationswerkstoff ist hochfest und dauerhaft. Die Untersuchung des im industriellen Maßstab hergestellten Kombinationswerkstoffes zeigte, dass eine Kombination der beiden industriellen Prozesse ohne weitreichende Anpassung der jeweiligen Verfahrensparameter zu keinem kommerziell nutzbaren Endprodukt führt. Im Gegensatz zu den Ergebnissen aus Laborversuchen, liegt sowohl die mechanische Festigkeit als auch die erzielte Dauerhaftigkeit im Bereich von unverdichtetem hitzebehandeltem Vollholz. Wenn allerdings ein auf die Besonderheiten des Materials abgestimmter Kombinationsprozess erarbeitet und angewendet wird, dann weisen die Prozesse ein hohes Potential auf, was aus den Labor-Ergebnissen der Vorarbeiten ersichtlich ist. Eine Anpassung der Steuerungssysteme und Verfahrensschritte im Labor ist für die industrielle Produktion empfehlenswert und könnte dem neuen Werkstoff ein breites Anwendungsgebiet eröffnen. Das Ziel des Projektes wurde erreicht.

    Laufzeit: Dezember 2001 bis Oktober 2004

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Thermoholz/Holzmodifikation als Chance im Holzbau Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: A. Pfriem

    Projektinfo... (20.11.2015)

    2008

  • Analyse der Veränderung der Porenstruktur von Holz durch thermische Modifikation Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: Dr.-Ing. Mario Zauer

    Beschreibung: Die Untersuchungen zur Änderung der Porenstruktur durch die thermische Modifikation werden mit Hilfe der Gas-Pyknometrie und fortführend, d.h. an den gleichen Probekörpern, mit Hilfe der Quecksilberporosimetrie durchgeführt. Die erstgenannte Prüfmethode dient zur Bestimmung der Änderung der Reindichte, um Rückschlüsse auf die Anteile der drei Hauptbestandteile der Zellwand des Holzes (Cellulose, Lignin, Hemicellulosen) zu ziehen, was entscheidend für die Benetzbarkeit der inneren Oberfläche des Holzes und somit für den fluiden Stofftransport ist. Des weiteren ist durch die Anwendung der Pyknometrie eine genauere Messung der Porosität möglich, da im Gegensatz zur Quecksilberporosimetrie alle Porenräume (auch die Mikroporen) erfasst werden.

    Die Kenntnis zur Porosität allerdings ermöglicht noch keine Aussagen über die Porengrößenverteilung, von der die Stofftransportvorgänge im Holz, wie etwa Wasserdampf- und Gasdiffusion oder die Flüssigkeitsbewegungen und somit der Transport von gelösten oder kolloidal vorliegenden Stoffen (Advektion) durch Kapillarkräfte, entscheidend beeinflusst werden. Zur Bestimmung der Porengrößenverteilung kann die Quecksilberporosimetrie (Abbildung 1) genutzt werden. Diese Grundlagenuntersuchungen, die in Kooperation mit dem Institut für Baustoffe durchgeführt werden, sollen es ermöglichen, die Porenstruktur verschiedener Holzarten bzw. deren Veränderungen durch die thermische Modifikation exakt zu analysieren, um genaue Erkenntnisse bzw. Rückschlüsse über die Stofftransportvorgänge im nativen sowie thermisch behandelten Zustand bei unterschiedlichen klimatischen Einwirkungen zu erhalten. Ein Beispiel der Holzart Fichte ist in Abbildung 2 dargestellt.

    abgeschlossen

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Untersuchungen zur qualitativen und quantitativen Erfassung der emittierten Geruchsstoffe in Thermoholzprodukten unter Berücksichtigung der Feuchteaufnahme sowie zur Reduzierung der Emission durch technologische Maßnahmen Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ, Dr.-Ing. Alexander Pfriem

    Beschreibung: Die thermische Modifikation von Holz hat unter anderem das Ziel, seine Dauerhaftigkeit so zu erhöhen, dass es ohne zusätzlichen chemischen Holzschutz im Außenbereich verarbeitet werden kann. Durch die Wärmebehandlung wird das Holz in seinen chemischen, physikalischen, mechanischen und strukturellen Eigenschaften modifiziert. Die bei der thermischen Vergütung entstehenden Abbauprodukte sind zum derzeitigen Kenntnisstand noch ungenügend erforscht. Weiterhin sind problematische Geruchsstoffe der Produkte noch nicht erkannt, deren Emissionspotential bestimmt und keine technischen Möglichkeiten zur Eliminierung aufgezeigt. Durch die zunehmende Verwendung dieses Materials auch im Innenbereich verschärft sich die Frage, ob vom Thermoholz gesundheitliche Gefahren für den Menschen ausgehen.
    Im Rahmen eines DFG-Projektes in enger Kooperation mit dem Institut für Holz- und Pflanzenchemie der TU Dresden werden die während des Thermoprozesses abgebauten bzw. modifizierten flüchtigen oder durch Wasser und andere Lösungsmittel extrahierbaren Stoffe analysiert und ihre Bildungswege nachvollzogen. Besonderes Augenmerk gilt dabei Substanzen, von denen nachweislich gesundheitliche Gefahren für den Menschen ausgehen sowie solchen, die zu besonderen Eigenschaften des Thermoholzes wie Farbe, Wasseraufnahmevermögen oder biologische Resistenz beitragen. Durch eine Veränderung und Weiterentwicklung der Verfahrensparameter bei der Vergütung des Holzes sollen Rückschlüsse auf die während der thermischen Behandlung ablaufenden chemischen Prozesse gezogen sowie technische Möglichkeiten zur Eliminierung potentiell gesundheitsschädlicher bzw. geruchsintensiver Stoffe geprüft und entwickelt werden.
    abgeschlossen
    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung und Einsatz einer Qualitätssicherungsmethode bei der thermischen Modifizierung von Holz Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde, Fachbereich Holztechnik: Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem, M.Sc. Lothar Clauder

    Beschreibung: Thermisch modifiziertes Holz, Thermoholz oder TMT ist Holz, das bei Temperaturen von üblicherweise über 160 °C bei reduzierter Sauerstoffkonzentration behandelt wurde und bei dem wesentliche Eigenschaften über den gesamten Holzquerschnitt dauerhaft verändert sind. Die verschiedenen Verfahren der thermischen Modifikation von Holz führen insbesondere zu einem Abbau von Hemicellulosen, jedoch finden  auch Veränderungen an den anderen Hauptkomponenten des Holzes statt.

    In der Pilotanlage an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung wird Thermoholz in einem ein- oder mehrstufigen thermischen Behandlungsverfahren bei Temperaturen von 170°C bis 250°C über einen Zeitraum von 2 bis 48 Stunden unter Sauerstoffabschluss hergestellt.

    Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet.

    • Wie verändert sich das Holz bei thermischer Behandlung?
    • Das Holz verfärbt sich, je nach Behandlungsintensität, dunkel.
    • Die Fähigkeit zur Wasseraufnahme und -abgabe reduziert sich dauerhaft.
    • Es treten Veränderungen bei Form- und Dimensionsstabilität sowie mechanischen Eigenschaften auf.
    • Das Holz wird resistenter gegenüber holzzerstörenden Pilzen und Insekten.
    • Das Holz versprödet.
    • Die Biegefestigkeit verringert sich.
    • Ziele und Ergebnisse des Projektes:
    • Entwicklung eines neuen Verfahrens zur thermischen Modifizierung von Holz
    • Konstruktion und Bau einer Pilotanlage an der HNEE
    • Optimierung der Prozessführung
    • Anpassung der Parameter an die jeweilige Holzart und die gewünschten Endprodukteigenschaften
    • Untersuchung zur Verarbeitung und Verwendung von Thermoholzprodukten
    • Analyse der Vermarktung von Thermoholzprodukten
    • Entwicklung eines standardisierten Verfahrens zur zeitnahen Qualitätskontrolle des Thermoholzes
    • Heranziehen des Farbwertes als Indikator für die Thermoholzeigenschaften

    Laufzeit: 01.07.2009–30.06.2012

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Analyse und Entwicklung einer Methodik zur Steuerung der Qualität von thermisch modifiziertem Holz Open or Close

    Bearbeiter: TUM, Holzforschung München: Helmut Bächle (Promotion)

    2010

  • Eigenschaften von Thermoholz aus Buche und Esche Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung München: Wegener, Windeisen, Fuchs, Strobel, Armes

    Laufzeit: 2005–2008

  • Chemische Untersuchung von Fichten-Thermoholz Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung München: Wegener, Windeisen, Ozyhar

    Laufzeit: 2005–2008

    Einsatz von Thermoholz in statisch tragenden Holzkonstruktionen und Bauelementen zur Verbesserung der Maßhaltigkeit, Dichtigkeit und Lebensdauer

    Wissenschaftspartner: WKI Braunschweig, ift Rosenheim, Institut für Holzforschung und Holzbiologie Göttingen

    Praxistauglichkeit thermisch behandelten Holzes

    ETH Zürich, IfB, Gruppe Holzphysik: K. Junghans

    2005

  • Verwendbarkeit thermisch modifizierter Hölzer für tragende und aussteifende Zwecke Open or Close

    Bearbeiter: ihd Dresden: Dr. rer. silv. Wolfram Scheiding, Dipl.-Ing. Jens Gecks, Dipl.-Ing. (FH) Björn Weiß

    Beschreibung: Die Verwendung von TMT (thermally modified timber) für tragende und aussteifende Zwecke ist nur zulässig, wenn die Verwendbarkeit für diese Zwecke auf geeignete Weise nachgewiesen wird. Die Gründe hierfür sind insbesondere

    • die in der Regel verringerte Festigkeit und damit Tragfähigkeit sowie das veränderte Bruchverhalten von TMT gegenüber unbehandeltem Holz,
    • das Fehlen statistisch abgesicherter Werte für Berechnungen und Bemessungen,
    • Forderungen aus dem Baurecht: TMT ist als nicht geregeltes Bauprodukt anzusehen, da seine Eigenschaften wesentlich von geregelten Bauprodukten¹ abweichen.

    Ein Verwendbarkeitsnachweis für tragende und aussteifende Zwecke kann in Deutschland erbracht werden durch

    • Belastungsprüfungen an Bauteilen von Spielplatzgeräten gem. DIN EN 1176,
    • Prüfungen und Nachweise im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) durch eine untere Baubehörde,
    • Prüfungen und Nachweise im Rahmen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) durch das Deutsche Institut für Bautechnik Berlin (DIBt).

    Festigkeitswerte, die an kleinen, fehlerfreien Proben ermittelt wurden, dürfen dabei nicht zur Bemessung von tragenden und aussteifenden Bauteilen herangezogen werden.

    Diese Einschränkungen gelten auch für "untergeordnete" Baukonstruktionen aus Holz, z. B. Carports, sowie für Treppen und freitragende Balkone. Bei Treppen liegt explizit eine tragende Anwendung vor, mit dynamischen Beanspruchungen (z. B. Springen/Stürzen von Personen) und hohen statischen Lasten (z. B. Möbeltransport). Dies gilt auch für Treppenstufen, die auf Platten aufgeschraubt werden und nur teilweise auf diesen aufliegen. Auch freitragende und vorgesetzte Balkone bzw. solche mit tragenden Bauteilen aus TMT ohne Verwendbarkeitsnachweis sind nicht zulässig. Soweit es sich lediglich um vollflächig unterstützte Treppen- oder Balkonbeläge handelt, bestehen aus Tragfähigkeitsaspekten keine Einschränkungen zur Verwendung von TMT.

    In den Landesbauordnungen (LBO) ist unterschiedlich geregelt, wann ein Bauteil als tragendes Bauteil anzusehen ist. Üblicherweise ist dies dann der Fall, wenn das Bauteil, z. B. ein Terrassenbelag, mehr als 0,5 m über festem Untergrund (Erdboden, Betonplatte) angeordnet ist.

    Für weitere Informationen, Beratungen zu speziellen Anwendungsfällen sowie für Werkstoff- und Produktprüfungen stehen die Fachleute des IHD und die akkreditierten Prüflabors der Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) zur Verfügung.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Prüfung von eigenschaftsoptimierten Holzwerkstoffen für die Außenverwendung im Bauwesen Open or Close

    Bearbeiter: Thünen-Institut für Holzforschung (HF): Peek, R.-D.; Leithoff, H.

    Beschreibung: In Kooperation mit dem Inst. für Holzphysik und mechanische Technologie des Holzes der BFH (Inst VI) wird an der Verbesserung der Qualität und Dauerhaftigkeit von Holzwerkstoffen, die für den Einsatz im Außen- und Feuchtbereich des Holzbaus vorgesehen sind, gearbeitet. Die zu entwickelnden Holzwerkstoffe sollen hierbei auch bei natürlicher Bewitterung (ohne Erdkontakt = Gefährdungsklasse 3) eine langjährige Gebrauchsdauer sicherstellen. Durch die angestrebte Qualitätssteigerung werden die Verwendungsmöglichkeiten für Holzwerkstoffe im Bauwesen erheblich ausgeweitet, woraus sich eine Förderung des nachwachsenden Rohstoffes Holz ergibt bei der unter anderem die stark unter Preisdruck geratenen Schwachholzsortimente verstärkt zu marktfähigen Werkstoffen verarbeitet werden können. Als Arbeitsschwerpunkt wurde zunächst die Hitzebehandlung fertiger Plattenwerkstoffe als auch die Hitzebehandlung des Holzes vor der Plattenherstellung gewählt. Das Institut für Holzbiologie und Holzschutz bringt hierbei seine sehr große Erfahrung im Bereich der Hitzebehandlung von Holz ein und prüft die Dauerhaftigkeit der in Inst. VI hergestellten Platten gegenüber einem Pilzangriff in Labor- und Freilanduntersuchungen.

    Laufzeit: Mai 2003 bis April 2005

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Biologische Modifizierung: Bio-engineered Wood Open or Close

    Bearbeiter: EMPA,Department fürBau- und Maschineningenieurwesen, Angewandte Holzforschung: Francis Schwarze, Mark Schubert

    Beschreibung: Mikroorganismen (Pilze, Algen, Flechten und Bakterien) können Materialien bewachsen (Biofilme), ihre Funktion beeinträchtigen, die Lebensdauer verkürzen, den ästhetischen Aspekt negativ verändern und zu hygienischen Problemen führen. Pilze werden meist als Schädlinge wahrgenommen. Gezielt eingesetzt, können sie aber auch willkommene Veränderungen in Materialien hervorrufen. Im Rahmen unserer angewandten Grundlagenforschung versuchen wir die positiven Eigenschaften des Werkstoffes Holz mit Hilfe von Pilzen zu optimieren. Der Einsatz holzzersetzender Pilze führt zu verbesserten Klangeigenschaften von Geigenholz. Die Erhöhung der Imprägnierbarkeit von Fichten- und Tannenholz wird durch definierte Abbauprozesse und damit verbunden durch eine verbesserte Wegsamkeit von Holzveredelungssubstanzen erzielt.

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Verbesserung der Wegsamkeit von Fichtenholz durch Pilzbehandlung Open or Close

    Bearbeiter: EMPA,Department fürBau- und Maschineningenieurwesen, Angewandte Holzforschung: Francis Schwarze

    Beschreibung: Verschlossene Hoftüpfel des Fichtenholzes sind dafür verantwortlich, dass die Behandlung mit Imprägnier- und Holzschutzmitteln als Massnahme zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen einen Holzabbau durch Mikroorganismen schwierig und aufwendig ist. Könnten die Hoftüpfel nachträglich wieder geöffnet werden, so liesse sich das Holz viel einfacher imprägnieren. Mit dem Pilz Physisporinus vitreus, einem Weissfäuleerreger, haben wir einen holzabbauenden Pilz gefunden, der als erstes die verholzten Membranen der Hoftüpfel abbaut, bevor er die für die Holzfestigkeit verantwortlichen Zellwände zersetzt. Derzeit verfeinern wir die Wachstums und Besiedlungsbedingungen für den Pilz und bereiten die Umsetzung des patentierten Verfahrens für biotechnologische Zwecke in einer Pilotanlage vor.
    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Verbesserung der Verklebungsgüte Open or Close

    Bearbeiter: EMPA,Department fürBau- und Maschineningenieurwesen, Angewandte Holzforschung: Mark Schubert

    Beschreibung: Aufgrund der guten kohäsiven Festigkeiten moderner Klebstoffe ist zu vermuten, dass die Grenzschicht zwischen Holz und Klebstoffpolymer, insbesondere bei inaktivierter Oberfläche („weak boundary layer“), die Schwachstelle bei Holzklebverbunden darstellt und die Ursache des Versagens in einer unzureichenden Adhäsion des Klebstoff-Holz-Systems begründet ist. Ziel einer vorgängigen Laccase-katalysierten Holz-Oberflächen Funktionalisierung mit phenolischen Aminen (Ankermolekülen) ist es daher, eine möglichst homogene, definierte Oberfläche zu erzeugen, die die Grundlage schafft für:

    • eine gleichmässige, sehr gute Benetzung der Fügeteiloberfläche mit Klebstoff
    • eine Verbesserung der Haftung und eine reproduzierbare, langzeitbeständige Fügeverbindung

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Stoffpass Gebäude – Entwicklung eines operativen Stoffstrommanagements für Neubau und Bestand Open or Close

    Bearbeiter: Hausmann, B. / Weber-Blaschke, G. / Richter, K. 

    Projektpartner: Bayerische Hausbau GmbH & Co. KG, München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion, Fakultät für Bauingenieurwesen, TU München 
    Laufzeit: 2013–2014

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Effects of mechanical and chemical surface preparation on adhesively bonded wooden joints Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich: Niemz, Peter

    Beschreibung:

    Tensile shear tests according to EN 302-1 (2013) [4] for load bearing timber constructions were performed using a one-component polyurethane (PUR) and a phenol resorcinol formaldehyde adhesive. Prior to bonding, the adherends’ surfaces were prepared with different machining techniques (planing, face-milling, and sanding). Additionally, the surfaces of the PUR specimens were chemically treated with two different priming substances. The results indicate that the priming of the surfaces can improve both tensile shear strength (TSS) and wood failure percentage (WFP) of PUR bondings. However, no effect of the different mechanical surface preparation techniques could be found. Additionally, the suitability of the wood failure proved to be questionable, as the highest WFP was accompanied by the lowest TSS and vice versa, even though the same wood was used for all tests. The inspection of the fracture paths indicated that a failure of the bonding close to the bondline (creating a low WFP) might be even more advantageous than the traditionally favored failure in the adherend part, as the adhesive itself could help dissipate energy, resulting in a higher TSS.

     

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Abbaumechanismen von Pilzen- Auswirkungen von Holzmodifikation und unterschiedlichen Klimabedingungen Open or Close

    Bearbeiter: TU München, Holzforschung: Pilgård, Annica

    Beschreibung: Chemisch oder physikalisch modifiziertes Holz weist eine erhöhte Resistenz gegenüber Fäule-Pilzen auf. Im Gegensatz zu den gebräuchlichen Imprägniermethoden, bei denen die Haltbarkeit von giftigen Chemikalien stammt, ist über die Wirkungsweise ungiftiger Holzmodifikationen wenig bekannt. Der Klimawandel, verbunden mit steigenden Temperaturen und erhöhter Luftfeuchtigkeit, erleichtert das Wachstum von Mikroorganismen, beschleunigt den Holzabbau und senkt so die Lebensdauer von Holz im Außenbereich.

    Laufzeit: 2012-2015

    Projektinfo... (20.11.2015)

Chemische Modifizierung

Zur Gruppe der chemischen Modifikation gehören die Modifikationsverfahren Acetylierung, Furfurylierung, Melaminharzbehandlung, Holzvernetzung und die Behandlung mit siliziumhaltigen Verbindungen.

  • Innovativer und witterungsbeständiger Holzwerkstoff durch Holzvernetzung Open or Close

    Bearbeiter: Georg-August-Universität Göttingen: Prof. Holger Militz und Dr. Andreas Krause

    Ergebnis: Durch die Benetzung von Holz mit DMDHEU (Dimethyloldihydroxyethyleneurea) konnten die Eigenschaften von unterschiedlichen Holzarten (Buche, Kiefer, Birke, Pappel,…) bezüglich der Dimensionsstabilität, Feuchteresistenz, Dauerhaftigkeit, und Oberflächenhärte in einem hohen Ausmaß verbessert werden. Das Produkt konnte unter dem Markennamen Belmadur in Serie hergestellt werden.

    (2007)

    Durch eine Behandlung von Holz mit DMDHEU wir das Holz in die höchste Dauerhaftigkeitsklasse 1 heraufgestuft wobei es nicht toxisch auf Mikroorganismen wirkt, sondern nur für diese unverdaulich ist. Das behandelte Holz hat erheblich verbesserte Quell-Schwind-Eigenschaften. Eingesetzt im Fensterbau ergeben die empfohlenen Beschichtungssysteme ohne Zusätze und nachträgliche Pflege eine sichtbar erhöhte Witterungsstabilität, deutlich bessere Oberflächen und eine nachweislich gesteigerte Lackhaftung. Da hierbei heimisches Holz (Kiefer Pinus sylvestris) verwendet wird entsteht keine Klimabelastung durch weite Transportwege von Tropenhölzern. Projektinfo... (21.03.2014)

  • Einheimisches, dimensionsstabilisiertes Holz im Fenster- und Fassadenbau Open or Close

    Bearbeiter: Zusammenarbeit von isp Rosenheim: Martin Götz, Prof. Josef Schmid; FH Rosenheim: Prof. Dr. Martin Illner, Prof. Dr. Bernhard Schwarz, Prof. Dr. Karl Stetter; Universität Göttingen: Prof. Holger Militz, Andreas Krause

    Beschreibung: Ziel des Vorhabens war es, die Eignung von dimensionsstabilisiertem Holz für den Fenster- und Fassadenbau zu untersuchen.
    Dimensionsstabilisierung heißt, die Wasseraufnahme sowie das Quellen und Schwinden des Holzes zu verringern. Bei allen untersuchten Verfahren wurden Verbesserungen – wenn auch in unterschiedlichem Umfang – festgestellt.

    2006 abgeschlossen

    Projektinfo... (20.11.2015)

    Kurzbericht (PDF) (20.11.2015)

  • Projekt WinFur Open or Close

    Bearbeiter: Georg-August-Universität Göttingen

    Beschreibung: Das Projekt WinFur untersuchte die Eignung von furfuryliertem Holz für für die Herstellung von hochwertigen Fenstern.
    Im Rahmen des Projektes wurden folgende sechs Holzarten beim Projektpartner Kebony ASA modifiziert: Buche (Fagus sylvatica), Esche (Fraxinus excelsior), Birke (Betula pendula), Southern Yellow pine, Radiata Kiefer (Pinus radiata) sowie Gemeine Kiefer (Pinus sylvestris). Nach der Furfurylierung stellte sich heraus, dass Birke und Gemeine Kiefer nicht gleichmäßig modifiziert waren. Die weiteren Untersuchungen im Projekt wurden daher an den verbliebenen vier Holzarten fortgeführt.
    Es wurde gezeigt, dass sowohl die Dimensionsstabilität als auch die Dauerhaftigkeit im Vergleich zu unbehandelten Holzarten durch den Furfurylierungsprozess erheblich verbessert wurden. Die dadurch zu erwartende anhaltende verminderte Rissbildung führt vermutlich zu einer Verlängerung der Pflegeintervalle von Holzfenstern.
    Eine Beschichtung des Materials ist möglich, wobei nicht alle Beschichtungssysteme zufriedenstellende Ergebnisse auf allen untersuchten Holzarten ergaben. Es ist deshalb geplant, dass der Hersteller (Kebony ASA) Empfehlungen für Beschichtungssysteme ausspricht.
    Die Verklebung des Materials unter industriellen Bedingungen bei der Firma NOKA Holzverarbeitung war möglich. Die Ergebnisse zeigten aber auch, dass auf dem Feld der Verklebungssysteme noch weitere Untersuchungen notwendig sind, um ein fundiertes Wissen in diesem Bereich zu erlangen. Die Firma Kebony ASA hat sich deshalb entschlossen, die Verklebung von furfuryliertem Material in Zusammenarbeit mit der Georg-August-Universität Göttingen im Anschluss an das Projekt WinFur zu untersuchen. Ziel dieser Untersuchung ist es, Empfehlungen für Klebstoffsysteme und deren Verarbeitungsvorschriften auszusprechen.
    Die abschließenden Untersuchungen der Prototypen zeigten, dass alle untersuchten modifizierten Holzarten für den Fensterbau geeignet sind.
    Eine ausführliche Darstellung aller im Projekt generierten Ergebnisse ist im „ Project Report“ des Projektes einsehbar. Dieser Bericht kann über die Abteilung Holzbiologie und Holzprodukte der Georg-August-Universität Göttingen bezogen werden.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Biological resistance of naturally durable wood and furfurylated wood Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung München: Ehmcke

    Laufzeit 2012–2017

  • Holz und Holzwerkstoffe mit verbesserten Eigenschaftsprofilen für den Holzbau Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich, Institut für Baustoffe: Prof. Ingo Burgert

    Beschreibung: Das Projekt zielt darauf, die Zuverlässigkeit von Holz als Baustoff zu erhöhen und die mechanischen Eigenschaften von Holzfaserwerkstoffen zu verbessern. Dabei versuchen die Forschenden, die Holzzellwände so zu verändern, dass diese weniger Wasser aufnehmen können. Das so behandelte Holz würde weniger quellen und schwinden und wäre auch dauerhafter.
    Im Bereich holzfaserbasierte Werkstoffe soll eine Kombination von Holzfasern und Kohlenstofffasern zu Verbundmaterialien mit hoher Steifigkeit und einem gutmütigeren Bruchverhalten führen. Die Forschenden modellieren die Veränderungen von Zellwand und Faseroberflächen auf der Nano- und Mikroskala, um so die entscheidenden Parameter für die Eigenschaftsprofile zu bestimmen und einzelne Prozessschritte optimieren zu können.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Behandlung von Holz mit Furfurylalkohol Open or Close

    Dies führt ebenso zu einer erhöhten Dauerhaftigkeit, Härte und Dimensionsstabilität. Das behandelte Holz ist pflegeleicht, ökologisch unschädlich und hat eine erhöhte Lebensdauer

    Projektinfo... (21.03.2014)

    Eine Acetylierung bewirkt erhöhte Dauerhaftigkeit (Klasse1), Masshaltigkeit (um 75% reduziertes Quellen und Schwinden), Nachhaltigkeit (aufgrund Haltbarkeit, Substitution von nicht regenerativen Materialien und der ungiftigen Herrstellung, recyclingfähig), Einfache Verarbeitung, gute Wärmeisolationseigenschaften, Beschichtungen halten länger, da Holz kaum mehr quillt und schwindet und ohnehin eine verbesserte UV-Stabilität aufweist. Widerstandsfähig gegen Schimmel und Insektenbefall. Durch Acetylierung wird die Festigkeit nicht beeinträchtigt, die Härte sogar erhöht.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Thermoholz Open or Close

    Wärmebehandeltes Massivholz mit erhöhter Dichtigkeit und Formstabilität erhöhter Lebensdauer und verbesserter Resistenz gegen Pilzbefall, sodass es ohne Holzschutz im Außenbereich verwendet werden kann. Mögliche Nachteile können sein, die reduzierte Festigkeit, die dunkle Farbe oder der rauchige Geruch. Eine Möglichkeit ist auch eine Sandwichplatte aus außen optisch ansprechendem unbehandelten Vollholz und innen maßhaltigem dauerhaften Kern aus Thermoholz (Tropenholzsubstitution)

    Es gibt mittlerweile zahlreiche Möglichkeiten der Holzmodifizierung. Bei der Buche führt Sie zu erhöhter Dauerhaftigkeit von 1–2, verbesserte Formstabilität und ermöglicht dadurch den Außeneinsatz.

    Projektinfo... (20.11.2015)

    Viele Informationen über Holzmodifizierung in Zukunft Holz finden Sie hier:

    Homepage der HS Biberach (20.11.2015)


  • Verdichtetes Vollholz Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: DI Dr. Andreas Neumüller, DI (FH) Roman Schauer

    Beschreibung: Das Vorhaben, aus dem inhomogenen Rundholz durch Verdichten einen Werkstoff mit homogeneren Eigenschaften zu erzeugen, steht im Mittelpunkt des Projektes. Unter Einsatz von spezieller Erwärmungs- und Presstechnik sollen die hohen Festigkeiten des Vollholzes verbessert werden. Die Holzverdichtung wird zurzeit in Europa industriell nicht eingesetzt. Gelingt es, ein industriell umsetzbares Verfahren zur Herstellung eines neuen, in seinen Eigenschaften verbesserten Holzwerkstoffes zu entwickeln, würde dies für Österreichs Holzindustrie einen großen Wettbewerbsvorteil bringen.

    07. Juli 2008

    Projektinfo... (20.11.2015)

     

  • Formholztechnologie Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Professur für Ingenieurholzbau und konstruktives Entwerfen

    Beschreibung: Die Formholztechnologie basiert auf einem neuen Materialverständnis, das Holz als zellulären Stoff begreift, der sich unter Wärme (140°C) und Druck (5 MPa) stauchen lässt, wobei sich die Zellwände zusammenfalten. Von nicht geringerer Bedeutung, aber derzeit ohne technische Nutzung, ist die Tatsache, dass sich die Zellstruktur bei geeignetem Prozessregime wieder vollständig auseinander ziehen und fixieren lässt. Damit lässt sich eine Bruchdehnung von 100% erreichen, was eine Erhöhung um zwei Zehnerpotenzen darstellt.
    Die Zellstruktur des Holzes lässt eine neue Betrachtungsweise als "schaumstoffartiges" Material zu, das nun leicht bearbeitet werden kann. Nadel- und Laubholz sind gleichermaßen geeignet. Das Verfahren wurde vom Institut für Stahl- und Holzbau entwickelt und patentiert. Es genießt weltweit ein Alleinstellungsmerkmal.

    Ausgehend von diesen Überlegungen, werden am Lehrstuhl für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen massive Platten aus verdichteter Fichte hergestellt, die danach wiederum unter Wärme und Feuchtigkeit zu Profilen geformt werden. Dabei wird die Faltung der Zellwände wieder rückgängig gemacht. Der Krümmungsradius des Profils hängt von der vorherigen Verdichtung ab. So darf bei einer Verdichtung von 50% das Maß des inneren Krümmungsradius die Wanddicke des Profils nicht unterschreiten. Im Prinzip sind auf diese Weise alle abwickelbaren Formen in beliebiger Längs- und Querabmessung herstellbar.
    Formholzrohre können nachträglich mit Hochleistungsfasern verstärkt werden. Dieser Verbund öffnet dem Holz neue Anwendungsgebiete in Bauwesen und Architektur aber auch im Leicht- und Anlagenbau. Zur Verbesserung der Umwelteigenschaften können synthetische Fasern aber auch durch Naturfasern ersetzt werden. Die Zugfestigkeit der holzeigenen Zellulosefaser reicht nahe an jene der Glasfaser heran. In weiteren Verfahrensschritten kann sie sogar in eine Kohlefaser überführt werden.

    Die Formholzrohre können nicht nur tragend sondern auch führend insbesondere zum Transport aggressiver Medien eingesetzt werden. Angesichts der hohen Festigkeit der Fasern können Bauaufgaben realisiert werden, die heute energieintensiven Materialien vorbehalten sind. Synthetische Fasern wie etwa Kohlefasern weisen höhere Festigkeiten auf als Metalle: Bei nur einem Fünftel des Gewichtes erzielen sie die 20-fache Materialfestigkeit! In Kombination mit dem preiswerten aber dennoch festen Holz entstehen Bauteile, deren Preis und funktionelle Eigenschaften sich allen Bauaufgaben gewachsen zeigen. Neben der Verstärkung stellen textile Bewehrungen einen wirksamen Schutz gegenüber der Witterung dar, so dass bei Außenanwendungen eine signifikante Verbesserung der Dauerhaftigkeit vorliegt und die Lebenszyklusanalyse noch günstiger ausfällt. Zur besseren Einschätzung des Tragvermögens sei folgendes Beispiel angeführt: Die Tragfähigkeit einer Rohrstütze aus Formholz (260 cm lang, 30 cm Durchmesser bei 2 cm Wandstärke) beträgt etwa 600 kN (was einem Gewicht von 60 Tonnen entspricht). Eine zusätzliche Glasfaserbewehrung von nur 750 Gramm (!) steigert die Tragfähigkeit auf 1200 kN, also auf das Doppelte! Der Materialwert des Formholzrohres beträgt etwa 15 Euro bei einem Eigengewicht von 30 Kilogramm. Diese Zahlen unterstreichen das technische Potenzial aber auch die Wirtschaftlichkeit, welche die Ressource Holz im Verbund mit der Hochtechnologie an den Tag legt. Für eine nachhaltige Entwicklung ist es unerlässlich, die technische Verwendung des Holzes wieder über die Grenzen von Architektur und Bauwesen hinaus auf andere Gebiete auszudehnen. Als Beispiele können genannt werden: Leicht- und Innenausbauten, Möbel, Anlagen, Masten, Türme, Maschinen, Behälter, Verpackungen, Trommeln, Transport und Automobil- und Yachtbau uvm.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Aufwertung einheimischer Holzarten durch ein kombiniertes Modifikations-, Verdichtungs- und Formgebungsverfahren Open or Close

    Bearbeiter: TU Dresden, Institut für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik: Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ, Dipl.-Ing. B. Buchelt, Dipl.-Ing. T. Dietrich

    Beschreibung: Die Verdichtung von Holz senkrecht zur Faserrichtung führt zu einer starken Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel zu höheren Dichten und Härten. Beim Kontakt mit Feuchtigkeit formt sich nativ verdichtetes Holz wieder in seine Ausgangsform zurück.

    Im Rahmen des Projektes wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem durch den Einsatz eines durch Tränkung ins Holz eingebrachtes aushärtbaren Monomer (Furfurylalkohol) der Rückfederungseffekt nach dem Verdichten verringert wird. Dabei erfüllt das Monomer mehrere Aufgaben im Prozess. Neben der Plastifizierung des Holzes für die Verdichtung bei gleichzeitiger Formgebung bleibt das Holz nach der Verdichtung und Aushärtung des Monomers zum Polymer formstabiler gegenüber Feuchtigkeit. Die Dichte kann, maßgeblich durch den gewählten Verdichtungsgrad, dauerhaft um 38 % bis 90 % erhöht werden. Dadurch kann modifiziertes Holz eine Dichte (Darrdichte) zwischen 1000 und 1400 kg/m³ erreichen. Bei einer Verdichtung von weniger als 50 % entsteht ein Dichteprofil, d. h. die Dichte ist in Probenmitte geringer als am Rand. Die Härtesteigerung infolge der Vergütung ist enorm und jenseits der Werte für ausgesprochen harte Hölzer. Die Werte (Brinellhärte) liegen zwischen 140 und 400 N/mm². Für übliche Holzprodukte sind die Härten, die bei 50 % Verdichtung imprägnierter Proben erreicht werden, zu hoch.

    Bei hohem Anteil an Furfurylalkohol und hoher Verdichtung ist das modifizierte Holz sehr stabil gegenüber Feuchteeinwirkungen, wenngleich eine Quellung stattfindet.

    Laufzeit: Oktober 2010 bis September 2012

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Energetische und schalltechnische Sanierung von Wohngebäuden der 1950er bis 1970er Jahre Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Christoph Geyer

    Beschreibung: In Zusammenarbeit mit der örtlichen Denkmalpflege werden Grundlagen zum Umgang mit Wohngebäuden der Zeit von 1950 bis 1970 erarbeitet. Drei typische Wohngebäude der Zeit im Raum Biel werden ausgewählt und dokumentiert. Für eines der Gebäude wird ein detailliertes Sanierungskonzept zur Verbesserung des Wärme- und Schallschutzes erarbeitet. Die wissenschaftlichen Kenntnisse werden zu einem Planungshandbuch für Baufachleute aufbereitet.

    Projektziel: Aufarbeiten fehlender Kenntnisse hinsichtlich des Energie- und Schallschutzstandards. Erarbeiten eines beispielhaften Sanierungskonzeptes mit Erhalt der Gebäudesubstanz. Erstellen eines auf ähnliche Gebäude übertragbaren Planungshandbuches

    Laufzeit: 2013–2014

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Einfluss des Hitze-Druck-Dämpfens auf das optische Erscheinungsbild und das Emissionsverhalten von Eichenholz Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich: Niemz, Peter

    Beschreibung:

    In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Modifikationsverfahren an Eichenholz untersucht. Einerseits wurde Eiche einer Hitze-Druck-Dämpfung (engl. heat-pressure steamed HPS) im Autoklaven unterzogen (Druck < 2 bar, Temperatur 120–140 °C), andererseits wurde industriell (mit Ammoniak) gedämpfte Eiche analysiert (bekannt unter dem Begriff Räuchereiche). Im Rahmen der Untersuchung wurden die Farbänderung infolge des Verfahrens und die Farbstabilität in Abhängigkeit der Bewitterungsart und -zeit bewertet. Die Proben wurden weiter hinsichtlich ihres Emissionsverhaltens untersucht. Die VOC-Emissionen (flüchtige organische Verbindung) wurden nach DIN ISO 16000 in der Emissionsprüfkammer bestimm

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Thermoholzprojekt Open or Close

    Bearbeiter: Hoschule Eberwalde, Fachbereich Holzingenieurwesen: Lothar Clauder, M.Sc.

    Beschreibung:

    Thermisch modifiziertes Holz, Thermoholz oder TMT ist Holz, das bei Temperaturen von üblicherweise über 160 °C bei reduzierter Sauerstoffkonzentration behandelt wurde und bei dem wesentliche Eigenschaften über den gesamten Holzquerschnitt dauerhaft verändert sind. Die verschiedenen Verfahren der thermischen Modifikation von Holz führen insbesondere zu einem Abbau von Hemicellulosen, jedoch finden auch Veränderungen an den anderen Hauptkomponenten des Holzes statt.

    Laufzeit: 01.09.2014-28.02.2017

    Projektinfo... (20.11.2015)

    PDF: Patentbeschreibung Brainshell

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