Eckart Schwab

Beziehungen zwischen den Rohstoff-Eigenschaften und den Anforderungen der Verwendung

Die ehemals deutlichen Grenzen zwischen den drei Holzwerkstoffarten Sperrholz, Spanplatten und Faserplatten wurden dutch die Verbreiterung des Angebotes in allen drei Sparten weitgehend verwischt. Die jeweils charakteristischen Merkmale, die auf der unterschiedlichen Art der Holzaufteilung in Furniere. Spfine und Fasern und attf der anschlieBenden Bildung der verschiedenartigen Plattenstrukturen beruhten, treten bei vielen weiterentwickelten Holzwerkstoffen nicht mehr deutlich hervor. So fiihrte die Ausweitung der Angebotspalette beispiels,xeise zu den halbharten Faserplatten, die im Mgbelbau ebenso verwendet werden, wie Spanplatten mit Faserdeckschichten. Wiihrend die hochverdichtete, di.inne Kalanderspanplatte in Marktbereiche eindringt, die fri_iher der harten Fase,platle vorbehalten waren, zeigen leichte Sp~,nplatten ~.ihnlich gtinstige akustische Eigenschaften wie porSse Faserplatten und mineralisch gebundene Holzwolleplatten. Auf der anderen Seite bewegen sich die Tischlerplatte bei Verwendung yon Spanplattendecks, die Furnierplatte bei Verwendung eines Spanplattenkerns und die Spanplatte bei Orientierung der Spiine technologisch aufemander zu. Einen Eindruck yon der Vielfalt der Holzwerkstoffe und ihren Kombim.ttionsm6glichkeiten vermittelt das Schema in Tab. 1. Es ist zwangsliiufig unvollst:,indig und liege sich auch tibet das Halbfertigprodukt hinaus weiterffihren, wenn (tie zahlreichen M~3glichkeiten zur Beplankung und zur weiteren Kombination systematisch verfolgt wtirden. Die Diversifikation des Plattenangebotes ermSglicht einen erweiterten Produkteinsatz rail optimal auf die Anforderungen abgestimmten Eigenschaften, erschwert aber andererseits die Markti.ibersicht. Diese Markttibersicht, die Verarbeitern und Verbrauchern die Materialauswahl erleichtern und den Herstellern die Einordnung der eigenen Produkte m das Gesamtangebot ermaglichen soil. kann nur dutch Prtifung und Beurteihmg der fi.ir einen bestimmten Verwendungszweck maggeblichen Platteneigenschaften erreicht werden. Der Gesamtkomplex der relevanten Materialeigenschaften bestimmt die Mgglichkeiten und die Grenzen des Materialeinsatzes. Allerdings reichen fi.ir diese Beurleilung die wenigen Eigenschaftswerte nicht aus, die bei der routinem~_igigen Qualit~itskontrolle der Holzwerkstoffe bestimmt werden und ftir die daher bereits seit limgerer Zeit genormte Prfifverfahren vorliegen (Biegefestigkeit, Dickenquellung, Bindebzw. Querzugfestigkeit). Wi.ihrend der Hersteller ftir die Steuerung seiner Produktion nur einige wenige Kontrolhnerkrnale benStigt, die schnell bestimmbar und llir die Einhaltung gewisser Verfahrensbedingungen auch aussagef~ihig sind. interessieren den potentiellen Ve,braucher eine Vielfalt von Kennwerten, denen je nach beabsichtigtem Verwendungsgebiet unterschiedliche Bedeutung beizumessen isL Unter Berficksichtigung dieser Tatsathe vollzieht sich in der Normung yon Prtifverfahren fi.ir Holzwerkstoffe gegenwihtig ein bedeutsamer Wandel. Den genormten Pri.ifungen ftir die Qualit:atskontrolle, die zur VeHithrenssteuerung im Herstellbetrieb dienen, werden zunehmend neue Prfifmethoden an die Seite gestellt, atts denen der Vetbrat,chef die Verwendungsmgglichkeiten des Produktes besser entnehmen kann.

Die Scherfestigkeit von Holzspanplatten als Kriterium des Spanverbundes

ZusammenfassungDie Prüfung der Zugfestigkeit von Spanplatten senkrecht zur Plattenebene nach DIN 52 365 weist eine Reihe von Nachteilen auf, die durch die Verwendung der Joche bedint sind. Es wird ein kurzer Überblick über Prüfverfahren gegeben, die als mögliche Alternative zur Normprüfung vorgeschlagen wurden. Die anschließende Untersuchung zeigt, daß die Prüfung der Scherfestigkeit in Plattenebene vorteilhafter ist als die Norm-prüfung der Querzugfestigkeit.SummaryIn the procedure of testing the tensile strength of particle boards perpendicular to the surfaces, as prescribed by DIN 52 365, the use of loading blocks has proved to be of certain dis-advantage. This is a short revew of alternative methods proposed for standard testing. Further investigations in the matter describe the advantages of shear strength testing in the direction of board surfaces in comparison with the standard testing of tensile strength perpendicular to the surface.

Biological, chemical and mechanical characteristics of "Wulstholz" as a response to mechanical stress in living trees of Picea abies [L.] Karst.

Summary In the present study, the biological, chemical and mechanical wood properties of “Wulstholz” as a response to mechanical stress of spruce trees (Picea abies [L.] Karst.) were investigated. “Wulstholz” is formed locally on the compression side of overstressed tree trunks after slip planes were initiated. It is characterized by an increased xylem production leading to bulges. The S2-layers of “Wulstholz”-tracheids are thicker than the corresponding cell wall layers in normal wood, and the cell lumen diameter is significantly reduced. The tracheid length decreases gradually from an average of 4 mm to 2.5 mm compared to normal wood, and the tracheids conspicuously are shifted against each other longitudinally. “Wulstholz” contains a higher concentration of lignin than normal wood, whereas the concentration of glucose in the hydrolysates is reduced. The hemicelluloses-concentration, particularly the mannose-content, is significantly higher compared to normal wood. The compression strength and the modulus of elasticity, despite a higher density, are significantly reduced in “Wulstholz” in comparison to normal wood. But due to the specific anatomical and chemical properties, “Wulstholz”-tracheids can be deformed and compressed considerably without fracturing. The investigations demonstrate that “Wulstholz” can restabilize wind-exposed trees.

Peuchtebedingte Längenänderungen von Holzwerkstoffen in Plattenebene

ZusammenfassungNach einer Übersicht über wichtlge Einflüsse auf die feuchtebedingten Längenänderungen von Holzwerkstoffen (Plattenstruktur und-komponenten, Meßmethode, Probengröße, Klimatisierung) wird über Messungen mit kunstharz-und mineralisch gebundenen Spanplatten, im Naß-und Trockenverfahren hergestellten Faserplatten, OSB, Massivholzplatte und Furniersperrholz berichtet. Der Klimasprung vom Normalklima 20 °C/65% rel. Luftfeuchte in das Trockenklima 20/35 bzw. Feuchtklima 20/85 wird mit einer zweistufigen Klimatisierung verglichen. Die gemessenen Längenänderungen der Holzwerkstoffe sowie die Ausgleichsfeuchten bei 20 °C für die relativen Luftfeuchten 35, 50, 65, 75 und 85% sind tabelliert. Die Ergebnisse erlauben wichtige Schlußfolgerungen für die Neubearbeitung der EN 318, verdeutlichen den Einfluß der Klimatisierungsart und zeigen die Möglichkeit eines Kurzverfahrens zur Qualitätsüberwachung an Holzwerkstoffen.AbstractA review of important factors influencing hygroscopic inplane swelling and shrinkage of wood-based panels (panel structure and components, measurement method, specimen size, conditioning of specimens) is given. Measurements of in-plane swelling and shrinkage on resin- and mineral-bonded particleboard, wet and dry process fibreboard, OSB, three-layer solid wood panel, and plywood are reported. The direct transfer of specimens from standard climate (20 °C/65% rel. humidity) to a dry (20/35) and a humid (20/85) climate, respectively, was compared with a two-step conditioning process involving intermediate steps, i.e. 20/75 and 20/50, respectively. In-plane swelling and shrinkage as well as equilibrium moisture contents of the panels at 20°C and 35, 50, 65, 75, and 85% relative humidity, respectively, are tabulated. From the results, important conclusions can be drawn with regard to a revision of EN 318. They also emphasise the influence of the conditioning procedure on swelling and shrinkage, and show that a quick test renders reliable results with regard to quality control on wood-based panels.

Untersuchung der dynamischen Belastbarkeit des Holzes sekundär geschädigter Fichten (Picea abies [L.] Karst.) aus extrem windexponierten Hochlagen des Osterzgebirges

ZusammenfassungIn der vorliegenden Untersuchung wurde der Einfluß sekundärer Veränderungen (Faserstauchungen u. Pilzbefall) auf die dynamische Belastbarkeit des Holzes windexponierter Altfichten (>80 Jahre) aus immissionsbelasteten Hochlagen des Osterzgebirges analysiert. Infolge der starken Windbelastung an den Versuchsstandorten besaßen einzelne freigestelite Fichten makroskopisch sichtbare Stauchlinien und-brüche, die nach dem Einschlagen und Einschneiden der Stämme systematisch über Stammhöhe und-querschnitt kartiert wurden. Die Bruchschlagarbeit des Holzes wurde mit Hilfe eines instrumentierten Pendelschlagwerkes gerprüft, das die Aufnahme von Kraft-Zeit-Diagrammen des Bruchvorganges ermöglicht. Dabei zeigte sich eine Abnahme der Bruchschlagarbeit nur in den Stammabschnitten der sekundär geschädigten Fichten, mit z. T. massiven Stauchlinien und-brüchen. Diese Sekundärschäden der Fichten können bereits makroskopisch je nach Ausprägung in Form von Harzfluß und Überwallungen (Wulstholzbildung) am äußeren Stammzylinder erkannt werden.Im Holz der immissionsbelasteten und entsprechend zwar physiologisch geschwächten, aber nicht sekundär geschädigten Fichten konnte dagegen keine Beeinträchtigung der Bruch- schlagarbeit festgestellt werden. Aus den Untersuchungen geht hervor, daß das Holz von Fichten aus extrem immissionsbelasteten Hochlagenstandorten des Osterzgebirges nach sorgfältiger Aussortierung von sekundär geschädigten Einzelbäumen uneingeschränkt verwendet werden kann.AbstractIn this study the influence of secondary changes (slip planes, fungal infection) on the shock resistance of wood from windexposed spruces out of high altitude stands in the east ore-mountains was investigated. Due to heavy wind exposure of the stands some trees had macroscopic slip planes und brash fractures which were documented along the stem after tree felling and sawing. The impact bending of the wood was examined by an instrumented single-blow impact test, which enables the interpretation of load-time-diagrams for the fracture behavior. Low shock resistance only occurred in stem zones with pronounced slip planes and brash fractures. These secondary changes in the tree can already be detected with the naked eye at the bark surface in form of resin exudates and a callus-like wood formation („Wulstholz”). In contrary to these findings wood of the pollution affected trees without secondary changes did not respond by a significant decrease in shock resistance. Wood from highly polluted stands in high altitudes of the east ore-mountains can be utilized without any limitations if individual trees with the described secondary changes are excluded from further processing.

Holzeigenschaften der Betula platyphylla var. japonica von einem norddeutschen Standort

Zusammenfassung Saatgutproben von Betula platyphylla var. japonica (Herkünfte Hokkaido und Hondo, Japan) wurden im Jahre 1959 ausgesät. Die Jungpflanzen wurden ein Jahr später in Großhansdorf/Schleswig-Holstein angepflanzt. Im Alter von 37 Jahren wurden bei einer Durchforstung 20 Bäume entnommen, von denen ein unterer und ein oberer Stammabschnitt zur Untersuchung der Holzeigenschaften dienten. Für beide Stammhöhen ergab sich eine einheitliche mittlere Rohdichte von 0,60 g/cm3 im normalklimatisierten Zustand. Dagegen entspricht die Rohdichtezunahme vom Mark zum Kambium der bei anderen Birken üblichen Verteilung. Das Holz der untersuchten Bäume besitzt geringere mechanische Eigenschaften, aber günstigere Quell- und Schwindmaße als das Holz europäischer Birken.Abstract Seeds of Betula platyphylla var. japonica (provenances from Hokkaido and Hondo, Japan) were sown in 1959. The seedlings were planted one year later in Großhansdorf/Schleswig-Holstein. At the age of 37 years, 20 trees were felled and the butt and top logs used for the determination of some wood properties e.g. density, swelling and shrinkage, mechanical properties. At both height levels, mean air-dry (11–12% m c) density is an uniform 0,60 g/cm3. Along the density increases from pith to bark. The wood of the investigated trees has lower mechanical properties, but more favourable swelling and shrinkage values compared with European birches.

Holzeigenschaften der japanischen Maximowicz-Birke von einem norddeutschen Standort

ZusammenfassungSaatgutproben von Betula maximowicziana (Herkünfte von Hokkaido und Hondo, Japan) wurden im Jahre 1959 ausgesät und die Jungpflanzen ein Jahr später inGroßhansdorf/Schleswig-Holstein ausgepflanzt. Im Alter von 35 Jahren wurden 20 Bäume eingeschlagen, von denen ein unterer und ein oberer Stammabschnitt zur Untersuchung der Holzeigenschaften dienten. Die Ergebnisse der Rohdichte, der Elastizitätsmoduln, der Festigkeiten, der Bruchschlagarbeit und der Härte werden angegeben. Daraus läßt sich-mit allem Vorbehalt, der bei der Untersuchung von Holz eines Standortes und eines Baumalters erforderlich ist-folgern, daß das Holz der Maximowicz-Birke in seinen technologischen Eigenschaften nicht von dem der beiden europäischen Birken (B. pendula und B. pubescens) abweicht.AbstractSeed samples of Betula maximowicziana (provenances from Hokkaido and Hondo, Japan) were sown in 1959. The seedlings were planted one year later inGroßhandsdorf/Schleswig-Holstein. At the age of 35 years 20 trees were felled. The butt and top logs of each tree were used for the determination of the following wood properties: density, modulus of elasticity, bending, compression and tension strength, impact bending and hardness. The results are tabulated. With the reservation that the trees were all of the same age from only one site, the wood properties of the Japanese birch are equivalent to those of the two European birches B. pendula and B. pubescens.