Was ist Holz
Was ist Holz?
Holz ist ein nachwachsender organischer Rohstoff, welcher geschützt werden muss, damit er seine Aufgaben dauerhaft erfüllen kann. Als Holz bezeichnet man im Allgemeinen die Teile des Baumes, welche beispielsweise von einem Tischler weiterverarbeitet werden können. Hauptsächlich wird der Stamm des Baumes genutzt, aber auch im geringeren Ausmaß die Äste, Wurzeln und der Wurzelstock.
Aufbau
Die Eigenschaften der Hölzer ist Abhängig von der Anordnung und der Ausrichtung der einzelnen Holzelemente, dem Gewebe und der Zellen. Holz besitzt im Vergleich zu anderen Werkstoffe einen sehr komplexen Aufbau. Holz besteht bis zu ca. 50% aus Zellulose und zu 24- 40% aus zelluloseähnlichen Stoffen, Abhängig von der jeweiligen Holzart. Der Anteil von Lignin in der Zellulose ist für die Festigkeit des Holzes verantwortlich. Für die Papierherstellung ist die Entlignifizierung von Holz eine Grundlage. Nadelhölzer haben normalerweise den höheren Ligninanteil als Laubhölzer.
Die Nebenbestandteile der Hölzer sind Harze, Wachse, Fette, Stärke, Zucker, Phenole, Chinone oder Sterine. Laubhölzer enthalten gegenüber Nadelhölzern mehr Gerbstoffe, welche zum Schutz gegen den Pilzbefall dienen. Die Eigenschaft der Hölzer ist auch von dem Wachstum abhängig, welcher sich Abhängig von den Jahreszeiten unterschiedlich zeigt. So sind im Frühjahr die Holzzellen von geringerer Dichte und sind heller. Die Eigenschaften des Holzes verändern sich aber auch über das Lebensalter.
Im Bereich des inneren Kernholzes sind die Poren und Gefäße, welche für den Transport der Flüssigkeit dienen, meist verstopft. Dadurch ist das Kernholz dunkler und haltbarer als die äußeren Schichten und ist daher auch wertvoller. Die Markröhre ist die Mittelachse des Stammes, welche nicht verarbeitet wird. Sie besteht meist aus abgestorbenen Zellen und ist oft mit Pilzen befallen.
Bei der Verarbeitung muss auf natürliche Fehler des Holzes geachtet werden. Typische Fehler sind zum Beispiel die Astigkeit, Maserung, Risse und die Harzgallen. Harzgallen sind Hohlräume im Stamm, welche mit Harz gefüllt sind.
Holz ist ein nachwachsender organischer Rohstoff, welcher geschützt werden muss, damit er seine Aufgaben dauerhaft erfüllen kann. Als Holz bezeichnet man im Allgemeinen die Teile des Baumes, welche beispielsweise von einem Tischler weiterverarbeitet werden können. Hauptsächlich wird der Stamm des Baumes genutzt, aber auch im geringeren Ausmaß die Äste, Wurzeln und der Wurzelstock.
Aufbau
Die Eigenschaften der Hölzer ist Abhängig von der Anordnung und der Ausrichtung der einzelnen Holzelemente, dem Gewebe und der Zellen. Holz besitzt im Vergleich zu anderen Werkstoffe einen sehr komplexen Aufbau. Holz besteht bis zu ca. 50% aus Zellulose und zu 24- 40% aus zelluloseähnlichen Stoffen, Abhängig von der jeweiligen Holzart. Der Anteil von Lignin in der Zellulose ist für die Festigkeit des Holzes verantwortlich. Für die Papierherstellung ist die Entlignifizierung von Holz eine Grundlage. Nadelhölzer haben normalerweise den höheren Ligninanteil als Laubhölzer.
Die Nebenbestandteile der Hölzer sind Harze, Wachse, Fette, Stärke, Zucker, Phenole, Chinone oder Sterine. Laubhölzer enthalten gegenüber Nadelhölzern mehr Gerbstoffe, welche zum Schutz gegen den Pilzbefall dienen. Die Eigenschaft der Hölzer ist auch von dem Wachstum abhängig, welcher sich Abhängig von den Jahreszeiten unterschiedlich zeigt. So sind im Frühjahr die Holzzellen von geringerer Dichte und sind heller. Die Eigenschaften des Holzes verändern sich aber auch über das Lebensalter.
Im Bereich des inneren Kernholzes sind die Poren und Gefäße, welche für den Transport der Flüssigkeit dienen, meist verstopft. Dadurch ist das Kernholz dunkler und haltbarer als die äußeren Schichten und ist daher auch wertvoller. Die Markröhre ist die Mittelachse des Stammes, welche nicht verarbeitet wird. Sie besteht meist aus abgestorbenen Zellen und ist oft mit Pilzen befallen.
Bei der Verarbeitung muss auf natürliche Fehler des Holzes geachtet werden. Typische Fehler sind zum Beispiel die Astigkeit, Maserung, Risse und die Harzgallen. Harzgallen sind Hohlräume im Stamm, welche mit Harz gefüllt sind.
Furnierherstellung
Um hochwertige Oberflächen aus Echtholz herzustellen ist die Furnierherstellung eine der sparsamsten Techniken. Man benötigt viel Erfahrung um eine regelmäßige Fläche als Ergebnis zu bekommen. Durch verschiedene Techniken ist es möglich unterschiedliche Strukturen der Oberfläche zu bekommen. Das Rundholz muss genau begutachtet werden und dem entsprechend beurteilt werden.
Lagern und Entrinden
Für die Lagerung müssen die Stämme durchgehend mit Wasser berieselt werden, um Farbveränderungen und Rissbildungen zu vermeiden. Das Rohholz muss dann für die Weiterverarbeitung entrindet werden und die Fremdmaterialen entfernt werden.
Ablängen
Beim Ablängen werden die Stämme nach Form, Längen und Wuchsmerkmalen sortiert.
Kochen und Dämpfen
Durch das Kochen oder Dämpfen werden die Stämme geschmeidiger und gewährleisten einen glatten Schnitt. Auch die Farbe wird durch diesen Vorgang beeinflusset. Die Dämpfzeiten schwanken zwischen einem Tag und zwei Wochen, je nach Holzart und Farbansprüchen.
Messern
Um eine gerade und einwandfreie Auflage für die Weiterverarbeitung zu gewähren, werden die Furnierblöcke ein bzw. zweiseitig gehobelt. Je nach Wunsch kann man entweder Messer- oder Schälmaschinen wählen, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.
Trocknen, Schneiden, Sortierten
Die Furnierblätter werden in einem Trockner getrocknet, der zusätzlich noch einen Bügeleffekt hat. Auch hier sind die Durchlaufzeiten und Temperaturen von der Holzart abhängig. Die Furnierblätter können bei Übertrocknung brüchig werden, wenn sie allerdings noch zu feucht sind fangen sie an zu schimmeln.
Beschneiden
Um die Furniere verkaufsfertig zu machen, werden sie noch an der Schere beschnitten.
Taxieren
Das Taxieren ist eine Preisfestlegung der Furniere und nebenbei auch eine Einteilung in verschiedene Qualitäten. Man unterscheiden zwischen:
- Innenausstattungqualität
- Schlafzimmerqualität
- Wohnzimmerqualität
- Paneelqualität
- Türenqualität
- Korpusqualität
Fügetechniken
Bei der Furnierherstellung werden die Blätter so gestapelt, dass sie bei der Zusammensetzung nacheinander genommen werden können und dabei die Optik zusammenpasst.
Stürzen:
Durch das stürzen erhält man nach dem Zusammensetzten ein spiegelbildliches Furnier. Das Auseinanderklappen eines von zwei im Stapel übereinander liegenden Furnierblätter um eine Längs- oder Querfuge wird als stürzen bezeichnet.
Verschieben:
Das Verschieben ist gegenüber dem Stürzen ein weniger Aufwändiges Verfahren. Das Ergebnis ist ein ruhiges Furnierbild.
Um hochwertige Oberflächen aus Echtholz herzustellen ist die Furnierherstellung eine der sparsamsten Techniken. Man benötigt viel Erfahrung um eine regelmäßige Fläche als Ergebnis zu bekommen. Durch verschiedene Techniken ist es möglich unterschiedliche Strukturen der Oberfläche zu bekommen. Das Rundholz muss genau begutachtet werden und dem entsprechend beurteilt werden.
Lagern und Entrinden
Für die Lagerung müssen die Stämme durchgehend mit Wasser berieselt werden, um Farbveränderungen und Rissbildungen zu vermeiden. Das Rohholz muss dann für die Weiterverarbeitung entrindet werden und die Fremdmaterialen entfernt werden.
Ablängen
Beim Ablängen werden die Stämme nach Form, Längen und Wuchsmerkmalen sortiert.
Kochen und Dämpfen
Durch das Kochen oder Dämpfen werden die Stämme geschmeidiger und gewährleisten einen glatten Schnitt. Auch die Farbe wird durch diesen Vorgang beeinflusset. Die Dämpfzeiten schwanken zwischen einem Tag und zwei Wochen, je nach Holzart und Farbansprüchen.
Messern
Um eine gerade und einwandfreie Auflage für die Weiterverarbeitung zu gewähren, werden die Furnierblöcke ein bzw. zweiseitig gehobelt. Je nach Wunsch kann man entweder Messer- oder Schälmaschinen wählen, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.
Trocknen, Schneiden, Sortierten
Die Furnierblätter werden in einem Trockner getrocknet, der zusätzlich noch einen Bügeleffekt hat. Auch hier sind die Durchlaufzeiten und Temperaturen von der Holzart abhängig. Die Furnierblätter können bei Übertrocknung brüchig werden, wenn sie allerdings noch zu feucht sind fangen sie an zu schimmeln.
Beschneiden
Um die Furniere verkaufsfertig zu machen, werden sie noch an der Schere beschnitten.
Taxieren
Das Taxieren ist eine Preisfestlegung der Furniere und nebenbei auch eine Einteilung in verschiedene Qualitäten. Man unterscheiden zwischen:
- Innenausstattungqualität
- Schlafzimmerqualität
- Wohnzimmerqualität
- Paneelqualität
- Türenqualität
- Korpusqualität
Fügetechniken
Bei der Furnierherstellung werden die Blätter so gestapelt, dass sie bei der Zusammensetzung nacheinander genommen werden können und dabei die Optik zusammenpasst.
Stürzen:
Durch das stürzen erhält man nach dem Zusammensetzten ein spiegelbildliches Furnier. Das Auseinanderklappen eines von zwei im Stapel übereinander liegenden Furnierblätter um eine Längs- oder Querfuge wird als stürzen bezeichnet.
Verschieben:
Das Verschieben ist gegenüber dem Stürzen ein weniger Aufwändiges Verfahren. Das Ergebnis ist ein ruhiges Furnierbild.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Die besten Eigenschaften findet man bei Holz parallel zu den Fasern. Auch der Feuchtigkeitsgehalt spielt bei Holz in Bezug auf seine Eigenschaften eine wichtige Rolle. Zum Feuchtigkeitsgehalt ändert sich das Volumen bis zur Fasersättigungspunkt die bei ca. 30% liegt, danach bleibt das Volumen konstant. Die Volumenänderung bewirkt in tangentialer und radikaler Richtung eine Verformung und Risse im Holz. In Faserrichtung spielt die Volumenänderung keine ganz so große Rolle. Am begehrtesten sind die Hölzer, die dich in beiden Richtungen gleich stark ändern. Diese Eigenschaft zeigt vor allem das Mahagoniholz.
Durch eine Hochtemperaturbehandlung bei der das Holz bis zu 250°C erhitzt wird, verringert die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit. Dadurch „arbeitet“ das Holz so gut wie nicht mehr und zeigt verbesserte Verschleißeigenschaften.
Entflammbarkeit des Holzes
Bei der Entflammbarkeit kommt es wiederum auf die Rohdichte (Verhältnis von Masse zu Volumen) des Holzes an. Je niedriger diese ist, desto höher ist die Entflammbarkeit. Ein Holz mit einer niedrigen Rohdichte wird auch als Brennstoff verwendet. Die Eigenschaft der schlechten Entflammbarkeit macht man sich als Baustoff zu nutzen. Die Entflammbarkeit des Holzes ist durch eine chemische Behandlung der Oberfläche beeinflussbar. Als schwer Entflammbar gelten Hölzer wie Ebenholz, Buchs und Lärche und zu den leicht entflammbaren Hölzern zählen Kiefer, Tanne, Weide und Erle.
Trockenes Holz leitet Wärme und Elektrizität eher schlecht. Im Vergleich zu anderen Materialien besitzt Holz eine niedrige Wärmeleitzahl und wird daher auch zur Wärmedämmung eingesetzt.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften sind von der Faserrichtung abhängig. In Richtung des Faserverlaufs zeigt Holz eine höhere Festigkeit auf, als in Querrichtung. Zudem ist die Festigkeit auch von dem Feuchtigkeitsgehalt abhängig, daher wird der Festigkeitswert immer in Bezug zur Feuchtigkeit angegeben.
Einige Hölzer weisen eine hohe Biegsamkeit auf. Diese Eigenschaft wird bei der Herstellung von Gegenständen benutzt, welche eine freie Formgebung oder Krümmungen haben. Da das Holz nach Beendigung der Krafteinflüsse wieder in seine ursprüngliche Form zurück springt, muss man die Form konservieren. Durch das Erweichen der Zellwände durch Dampfeinfluss kann die Biegearbeit vereinfacht werden.
Die Härte des Holzes zeigt auch die Widerstandsfähigkeit vor eindringen von Schmutzpartikel. Ein Parkettboden der sehr grobporig ist zeigt schnell Verschmutzungen auf. Die Härte ist vom Feuchtegehalt, der Rohdichte und der Faserrichtung abhängig und sinkt mit zunehmender Feuchtigkeit.
Physikalische Eigenschaften
Die besten Eigenschaften findet man bei Holz parallel zu den Fasern. Auch der Feuchtigkeitsgehalt spielt bei Holz in Bezug auf seine Eigenschaften eine wichtige Rolle. Zum Feuchtigkeitsgehalt ändert sich das Volumen bis zur Fasersättigungspunkt die bei ca. 30% liegt, danach bleibt das Volumen konstant. Die Volumenänderung bewirkt in tangentialer und radikaler Richtung eine Verformung und Risse im Holz. In Faserrichtung spielt die Volumenänderung keine ganz so große Rolle. Am begehrtesten sind die Hölzer, die dich in beiden Richtungen gleich stark ändern. Diese Eigenschaft zeigt vor allem das Mahagoniholz.
Durch eine Hochtemperaturbehandlung bei der das Holz bis zu 250°C erhitzt wird, verringert die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit. Dadurch „arbeitet“ das Holz so gut wie nicht mehr und zeigt verbesserte Verschleißeigenschaften.
Entflammbarkeit des Holzes
Bei der Entflammbarkeit kommt es wiederum auf die Rohdichte (Verhältnis von Masse zu Volumen) des Holzes an. Je niedriger diese ist, desto höher ist die Entflammbarkeit. Ein Holz mit einer niedrigen Rohdichte wird auch als Brennstoff verwendet. Die Eigenschaft der schlechten Entflammbarkeit macht man sich als Baustoff zu nutzen. Die Entflammbarkeit des Holzes ist durch eine chemische Behandlung der Oberfläche beeinflussbar. Als schwer Entflammbar gelten Hölzer wie Ebenholz, Buchs und Lärche und zu den leicht entflammbaren Hölzern zählen Kiefer, Tanne, Weide und Erle.
Trockenes Holz leitet Wärme und Elektrizität eher schlecht. Im Vergleich zu anderen Materialien besitzt Holz eine niedrige Wärmeleitzahl und wird daher auch zur Wärmedämmung eingesetzt.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften sind von der Faserrichtung abhängig. In Richtung des Faserverlaufs zeigt Holz eine höhere Festigkeit auf, als in Querrichtung. Zudem ist die Festigkeit auch von dem Feuchtigkeitsgehalt abhängig, daher wird der Festigkeitswert immer in Bezug zur Feuchtigkeit angegeben.
Einige Hölzer weisen eine hohe Biegsamkeit auf. Diese Eigenschaft wird bei der Herstellung von Gegenständen benutzt, welche eine freie Formgebung oder Krümmungen haben. Da das Holz nach Beendigung der Krafteinflüsse wieder in seine ursprüngliche Form zurück springt, muss man die Form konservieren. Durch das Erweichen der Zellwände durch Dampfeinfluss kann die Biegearbeit vereinfacht werden.
Die Härte des Holzes zeigt auch die Widerstandsfähigkeit vor eindringen von Schmutzpartikel. Ein Parkettboden der sehr grobporig ist zeigt schnell Verschmutzungen auf. Die Härte ist vom Feuchtegehalt, der Rohdichte und der Faserrichtung abhängig und sinkt mit zunehmender Feuchtigkeit.
Geschichte
Bereits 20000 v.Chr. setzte man breite Holzstämme bei Grubenbauten ein. In etwa 9000 v. Chr. Entwickelte sich in holzreichen Gebieten Europas die Blockbauweise, welche bis heute noch verbreitet ist. Das Fachwerk ist eine holzsparsame Bauweise, die auf Grund des Holzmangels in verschiedenen Gebieten entwickelt wurde. Diese Holzhäuser mussten alle 20- 25 Jahre erneuert werden, da durch die Feuchtigkeit im Boden das Holz angefangen hat zu faulen. Trotz der zunehmenden Verdrängung des Holzes von neuen Baustoffen, wie Stahl und Beton, hat der Baustoff Holz durch das Aufkommen von leistungsfähigen Holzwerkstoffen seine Bedeutung auf dem Gebiet des Ingenieur- Holzbaus nicht verloren. Holz diente unseren Vorfahren nicht nur als Baummaterial. Schon in Urzeiten verwendete man Holz zur Energiegewinnung.
Durch seine warme Ausstrahlung wurde Holz dann auch im Möbelbereich eingesetzt. Holz weist außerdem noch eine gute Klangqualität auf und wird daher zum Bau von Musikinstrumenten benutzt.
Bereits 20000 v.Chr. setzte man breite Holzstämme bei Grubenbauten ein. In etwa 9000 v. Chr. Entwickelte sich in holzreichen Gebieten Europas die Blockbauweise, welche bis heute noch verbreitet ist. Das Fachwerk ist eine holzsparsame Bauweise, die auf Grund des Holzmangels in verschiedenen Gebieten entwickelt wurde. Diese Holzhäuser mussten alle 20- 25 Jahre erneuert werden, da durch die Feuchtigkeit im Boden das Holz angefangen hat zu faulen. Trotz der zunehmenden Verdrängung des Holzes von neuen Baustoffen, wie Stahl und Beton, hat der Baustoff Holz durch das Aufkommen von leistungsfähigen Holzwerkstoffen seine Bedeutung auf dem Gebiet des Ingenieur- Holzbaus nicht verloren. Holz diente unseren Vorfahren nicht nur als Baummaterial. Schon in Urzeiten verwendete man Holz zur Energiegewinnung.
Durch seine warme Ausstrahlung wurde Holz dann auch im Möbelbereich eingesetzt. Holz weist außerdem noch eine gute Klangqualität auf und wird daher zum Bau von Musikinstrumenten benutzt.