Dimensionsschwankungen: Quell- und Schwindrichtungen in Abhängigkeit der Lage der Jahresringe
Holz gibt unterhalb des Fasersättigungsbereiches uf Feuchtigkeit 1) ab, d.h. es schwindet. Hingegen quillt es, wenn es unterhalb des Fasersättigungsbereiches uf Feuchtigkeit aufnimmt. Beide Vorgänge verändern das Holzvolumen, was man allgemein auch unter „Arbeiten des Holzes“ versteht, der Fachbegriff hierfür ist Dimensionsschwankungen.
1) Der Fasersättigungsbereich uf liegt je nach Holzart bei ~26% Holzfeuchte (atro).
Das Ausmass des Quellens und Schwindes steigt proportional mit der Abgabe bzw. der Aufnahme von gebundenem Wasser und ist u.a. auch von der Rohdichte des Holzes abhängig.
Tangentiale und radiale Schrumpfung
Wird sägefrisches Holz nur auf ~26% Holzfeuchte (atro) getrocknet, entleeren sich ohne wesentliche Schwindung lediglich die Zellhohlräume, nicht jedoch die Zellwände. Der Schwindungsprozess steigt jedoch proportional mit dem zunehmenden Verlust des gebundenen Wassers. Das Schwinden und Quellen beschränkt sich im Wesentlichen auf den Bereich zwischen Fasersättigung und darrtrocken = 0% (r0) atro.
Die technische Schnittholztrocknung erfolgt durch Veränderung, d.h. Verringerung der Luftfeuchtigkeit während des Trocknungsprozesses unter gleichzeitiger Zuführung von Wärme und der Zirkulation von Luft. Der Ablauf des Trocknungsprozesses richtet sich u.a. nach Holzart, Dimension und dem gewählten Trocknungsprogramm (Temperatur/Luftfeuchte/Luftgeschwindigkeit/Trocknungsgefälle). Die Komplexität der Holztrocknung wird an dieser Stelle nicht weiter behandelt!
Die Schwindung des Holzes in Faserrichtung beträgt 0,1%…0,3%…1% von nass (grün) bis darrtrocken und ist damit bis auf Wuchsanomalien gering.
In radialer Richtung zum Jahresring beträgt die Schwindung ~3%…5% und in tangentialer Richtung ~5%…12%. Aus diesem Grund verzieht sich Holz je nach Jahresringlage mehr oder weniger.
Jahresringlagen
Faserrichtung = I – Jahresringlage radial = r – Jahresringlage tangential = t
Schwindmass
Verformungszahl
Erklärung:
Diese Zahlen beziehen sich auf den Gesamtschwund des Holzes von der Fasersättigung bis auf 0% (darrtrocken) Holzfeuchte.
Beispiel zur Tabellenanwendung:
Fichte βt = 7,8%: wird Fichte von ua = 30% oder mehr auf 0% [r0] (darrtrocken) heruntergetrocknet, dann schwindet das Holz um 7,8% in Richtung der Jahresringe. Trocknet man Fichte z.B. von ua 30% auf
Die Verminderung von Schäden durch Quell- und Schwindverhalten muss in der Holzbearbeitung konstruktiv gelöst werden.
Da die Brettbreiten bedingt durch den Stammdurchmesser und die Stammaufteilung begrenzt sind, ist nur durch das Verleimen eine größere Breite zu erreichen. Bei der Massivholzplattenproduktion erfolgt diese Verleimung, indem möglichst schmale Lamellen im Wechsel (rechte gegen linke Seite) miteinander verleimt werden. Durch diese Methode verringert sich das „Arbeiten des Holzes“. Eine wichtige Voraussetzung ist natürlich die Berücksichtigung der Lage der Jahresringe.
Die Schichtholzverleimung (3-Schicht, 5-Schicht usw.) ist eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des „Arbeitens“ (Quellen / Schwinden).
Sperrholz ist ein weiteres typisches Beispiel für eine konstruktive Lösung.
Um ein möglichst optimales Holzprodukt erzeugen zu können, muss der Verarbeiter mit dem Sägewerk bzw. dem Lieferanten des Rohmaterials sehr eng kooperieren.
Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe ISBN: 978-3-446-44526-0 Peter Niemz und Walter Sonderegger
Storch Industrie-Anlagen GmbH
Eilenau 123
D 22089 Hamburg / Germany
