fatuk | Fachbereich Architektur Technische Universität Kaiserslautern
t-lab | Holzarchitektur und Holzwerkstoffe

Forschung

Einsatz von Laubholz im Holzbau

Neue Potenziale im konstruktiven Holzbau durch acetylierte Buche

Bearbeiter

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf,  Dipl.-Ing. Reiner Klopfer, Dipl.-Ing. Dennis Röver

Durch die Feuchteanfälligkeit der heimischen Holzart Rotbuche - in Verbindung mit großen Schwind- und Quellbewegungen, sowie einer möglichen Gefährdung durch Holz zerstörende Pilze- ist eine der Witterung ausgesetzte Anwendung nur eingeschränkt möglich. Mit der Acetylierung von Buche steht ein Verfahren zur Verfügung, das mit Hilfe einer Vorbehandlung mit Essigsäureanhydrid die Feuchtigkeitsaufnahme der Holzzellwände maßgeblich reduzieren kann. Bei diesem Verfahren wird ein Teil der Hydroxylgruppen von Lignin und Hemizellulose in den Holzzellwänden in Acetylgruppen überführt. Diese Acetylgruppen sind im Gegensatz zu den Hydroxylgruppen nicht hygroskopisch. Damit erhöhen sich die Formstabilität des Holzes sowie die Dauerhaftigkeit gegenüber Holz zerstörenden Pilzen. Das Holz der Rotbuche wird witterungsbeständiger (Dauerhaftigkeitsklasse GK 1), eine Anwendung von frei bewitterten Brücken, Türmen, Hallentragwerken, Parkhäusern, Überdachungen, Fassaden, Balkonen, etc. wird dadurch ermöglicht.

Allerdings werden durch diese Vorbehandlung die mechanischen, bauphysikalischen und chemischen Eigenschaften des Holzes verändert, die bislang noch nicht ausreichend erforscht wurden. Aus diesem Grund sollen im Rahmen von Klein- bis Bauteilprüfungen die mechanischen Eigenschaften von Brettschichtholz (BSH) aus acetylierter Buche gezielt untersucht werden. Speziell die veränderte Klebbarbeit und die veränderten Eigenschaften geklebter Verbindungen stehen hierbei im Fokus, indem die Keilzinkung und die Flächenverklebung variiert und beprobt werden.

Für die Prüfungen werden Proben von acetylierter und nativer Buche miteinander verglichen. Dabei werden an Teilproben Flachkantbiege-, Zug- und Druckversuche durchgeführt. Die Flächenverklebungen werden mit Hilfe von Scherversuchen sowie Delaminationsprüfungen optimiert. Abschließend werden für einen Biegeträger Bauteilprüfungen auf Schub und Biegung durchgeführt.

Finanzierung und Kooperationspartner
Die Finanzielle Förderung erfolgt von Juli 2016 bis Juli 2018 durch die Forschungsinitiative Zukunft Bau im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR). Kooperationspartner ist das Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit, der Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberflächentechnik (AWOK), Prof. Dr.-Ing. Paul Ludwig Geiß, Accsys Technologie, Arnhem, Niederlande; Henkel & Cie AG, Sempach, Schweiz, Schaffitzel Holzindustrie GmbH & Co. KG