G. Eberle

Untersuchungen zur Gleichgewichtsfeuchte und Quellung von Massivholzplatten

ZusammenfassungAus den Untersuchungen an mehrschichtigen Massivholzplatten aus Fichtenholz geht hervor, dass die Gleichgewichtsfeuchtigkeit im unteren hygroskopischen Bereich bis etwa 65% rel. Luftfeuchtigkeit bedeutend höher und im obersten Bereich bedeutend tiefer ist als diejenige beim Fichtenholz. Die Messungen haben gezeigt, dass die Längen- sowie die Breitenquellung gegenüber der Dickenquellung vernachlässigbar klein ist, sodass die Volumenquellung der Dickenquellung gleichgestellt werden kann. Das Quellen im Bereich zwischen 0% und etwa 20% Wassergehalt ist nahezu linear. Diese Beziehung korreliert mit der Sorptionsisotherme. Die Quellung steigt linear mit der Anzahl Leimschichten pro Plattendicke, wobei die Steigung der Geraden vom Bereich der Chemi- über die Physisorption bis zum Bereich der Kapillarkondensation stetig ansteigt.AbstractThe investigations on multilayer solid spruce wood panels showed that the equilibrium moisture content in the hygroscopic range until 65% relative humidity is significantly higher and in the upper range lower than in spruce wood. From these measurements it is concluded that the length- and the width swelling are negligibly small in relation to the thickness swelling, so that the thickness swelling can be set equal to the volume swelling. Swelling within the range between 0% and about 20% moisture content is almost linear and the relationship between swelling and relative humidity corresponds approximately to the shape of the sorption isotherm. The swelling increases linear with the number of adhesive layers per panel thickness, whereby slope of the straight lines rises constantly from the range of the chemo- over the physisorption up to the range of the capillary condensation.

Untersuchungen zu Diffusionsvorgängen in mehrschichtigen Massivholzplatten

ZusammenfassungAn mehrschichtigen Massivholzplatten mit unterschiedlichem Aufbau und verschiedener Verleimungsart wurde die Wasserdampfdiffusion in einem Feuchtklima (zwischen 100% und 65% rel. Luftfeuchte bei 20°C) und einem Trockenklima (zwischen 0% und 65% rel. Luftfeuchte bei 20°C) geprüft. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Der Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand im Trockenbereich ist im Vergleich zum Nassbereich deutlich höher. Der Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand wird stärker durch die Anzahl der Leimfugen pro cm Plattendicke als durch die Klebstoffart bestimmt. Zieht man den durchschnittlichen Feuchtegehalt der Platten im Nassbereich von etwa 20% in Betracht, so ist bei einer Fasersättigungsfeuchte von 28% (erreicht an der dem Wasser zugewandten Seite der Probe) und einer Ausgleichsfeuchte von 12% auf der dem Normalklima zugewandten Seite auf eine lineare Feuchteverteilung innerhalb der Versuchsplatten nach dem Erreichen der Gleichgewichtskonstanz zu schliessen. Der durchschnittliche Feuchtegehalt der Platten im Trockenbereich betrug etwa 11,3%. Dieser Wassergehalt entspricht der Gleichgewichtsfeuchtigkeit des Fichtenholzes beim Normalklima (rel. Luftfeuchtigkeit von 65% bei 20°C). Dies bedeutet, dass das Partialdruckgefälle nach dem Erreichen des Gleichgewichts ein vollkommenes Durchfeuchten der Platte mit der Normalfeuchte des Fichtenholzes verursacht.AbstractMultilayer solid wood spruce panels with different glueing and structure type were tested for water vapor diffusion for a wet climate (relative humidity ranging from 100% to 65% at 20°C) and for a dry climate (relative humidity ranging from 0% and 65% at 20°C). Results showed that the water vapor diffusion resistance for the dry climate is distinctly higher in comparison to the wet climate. The water vapor diffusion resistance is stronger related to the number of glue layers per panel thickness than to the type of adhesive. The average moisture content of the panels in a wet climate was 20%. If one considers a water saturation point of 28% (spruce wood) on the wet side, and 12% moisture content on the dry side (normal climate) of the panel a linear moisture gradient can be expected. Since the average moisture content of the solid wood panels was about 11.3% in a dry climate, and thus corresponding approximately to the equilibrium moisture content of spruce wood exposed to normal climate, the partial pressure gradient on equilibrium caused water uptake corresponding to the normal moisture content for spruce wood.

Kinetische Feuchteverformungsmessungen an chemisch modifiziertem Holz

ZusammenfassungEs wurden kinetische Feuchteverformungsmessungen zwischen Trocknung und Wasserlagerung an unbehandeltem und chemisch modifiziertem Holz in der transversalen Richtung durchgeführt, um den Einfluß der unterschiedlichen Polarität und der Molekülgröße der eingeführten Molekülgruppen auf den zeitlichen Verlauf der Feuchteverformung zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden die Hydroxylgruppen des Holzes mit vergleichbar kleinen aber weniger polaren, mit bedeutend größeren aber stärker polaren und mit größeren und weniger polaren Molekülgruppen versetzt, wobei der Acylierungsgrad quantitativ verfolgt wurde. Es wurde eine kinetisch bedingte, funktionelle Abhängigkeit der Verformungsgeschwindigkeit von der Qualität der eingebrachten Funktionsgruppen festgestellt. Die von den sorptiv aktiven Molekülgruppen abhängige Abnahme der spezifischen Feuchteverformungsgeschwindigkeit folgt der Reihe Hydroxyl-, Azetyl-, Phthalyl- und Monomethylphthalylgruppe. Als Bewertungsmaß für die Feuchteverformungsvergütung wurde die relative, transversale Formänderungsarbeit verwendet. Diese ermöglichte eine quantitative Bewertung der vorgenommenen Modifizierungen sowohl untereinander als auch gegenüber dem unbehandelten Holz. Der Vergütungsmechanismus der einzelnen Modifizierungen wurde diskutiert, wobei besonders auf die Feuchtevergütung durch Quellungsverzögerung eingegangen wurde. Der Einfluß der in das Holz eingebrachten Funktionsgruppen auf die Kinetik der Feuchteverformungsanisotropie wurde untersucht und Vermutungen hinsichtlich des Anisotropiemechanismus angestellt.AbstractKinetic measurements of the swelling and shrinking of untreated and chemically-modified wood in the transverse plane were carried out in order to investigate the influence of various polarities and the volume of the introduced molecular group on the process of swelling and shrinking over time. To achieve this end, the hydroxyl groups of the wood were substituted with relatively small, but weakly polarized molecular groups, with significantly larger and strongly polarized molecular groups and with larger and weakly polarized molecular groups, and the degree of esterification was determined quantitativelly. It was found that the speed of swelling and shrinking is functionally dependent on the quality and kinetic characteristics of the function groups used. The decrease in the specific rate of shrinking and swelling, which is dependent on the sorptionally active molecular groups, follows the pattern: hydroxyl, acetyl, dibasic phthaloyl and monomethylphthaloyl groups. The relative, transverse deformation energy is used as a measure for the dimensional stabilization. This allows a quantitative evaluation of the above-mentioned modifications not only among themselves, but also as opposed to untreated wood. The mechanism of dimensional stabilization due to the modifications used is discussed with special reference to the dimensional stabilization due to the retardation effect. The influence of the function groups introduced into the wood on the kinetics of the shrinking and swelling anisotropy is studied, and a hyptothesis regarding the mechanism of anisotropy is made.

Untersuchungen zum Diffusionswiderstand von Holzwerkstoffen | Diffusion resistance of timber materials

The water vapour diffusion resistance of timber materials were tested in a wet climate (relative humidity ranging from 100% to 65% at 20 °C) and in a dry climate (relative humidity ranging from 0% to 65% and from 0% to 35% at 20 °c) with variation by relative humidity and vapour pressure gradient. The diffusion resistance of multilayer solid wood panels lies under or within the range of the solid wood (spruce), tending even to a lower range. This can be attributed to the loosely inserted middle lamella of the used solid wood panels, which were not correctly glued by the manufacturer. The diffusion resistance of the solid wood panels increases with decreasing moisture content and decreasing panel thickness, as well as with increasing water vapour gradient from 818 to 1520 Pa. There were clear differences between the tested timber materials. The diffusion resistance of particle composites is strongly dependent on the specific gravity. Due to laminar particles OSBs (Oriented Strand Boards) have a larger diff...