Holzfeuchte
Es wird nicht zu Unrecht behauptet, dass die Holzfeuchte bis zu 90% aller Schwierigkeiten bei der Verwendung von Holz verursacht. Wer die fundamentalen Zusammenhänge zwischen Holz und Feuchte vernachlässigt wird diese Erfahrungen machen.
Von der Holzfeuchtigkeit hängen fast alle Festigkeitseigenschaften, die Bearbeitbarkeit, der Heizwert bei thermischer Verwertung, die Ausbeute und Güte des aus dem Holz erzeugten Zellstoffes und der Widerstand des Holzes gegen Pilzbefall ab.
Die Holzfeuchte u (u) % wird in der Holztechnologie üblicherweise auf das absolute Trockengewicht (Darrgewicht) des Holzes bezogen.
Die Holzfeuchte spielt u.a. eine sehr grosse Rolle bei:
- Stammgewicht bzw. Gewicht des Schnittholzes
- Freiluft- und technischer Trocknung
- Rissbildung durch Trocknung
- Holzbearbeitung
- Feuchtigkeitschwankungen im Holz und damit verbundenen Dimensionsveränderungen
- Gefahr durch Pilzbefall
Frisch eingeschlagene Nadelhölzer enthalten – im Gegensatz zu Laubhölzern – ~55-70% Wasser bezogen auf den darrtrockenen Zustand. Das Kernholz enthält ~35-50%, während der Splint ~100-150% Wasser enthalten kann.
Dagegen enthalten frisch eingeschlagene Laubhölzer zwischen 70% und 100% Wasser bezogen auf den darrtrockenen Zustand. Pappel kann hingegen bis zu 200% Wasser enthalten.
Frisch geschlagenes Holz wird auch mit dem Zusatz „grün“ bezeichnet.
Die Holzfeuchte, die mit dem Zeichen (u %) angegeben wird, entspricht dem jeweiligen Wassergehalt des Holzes. Die Holzfeuchte wird in der Praxis nach folgender Formel errechnet: Holzfeuchte = (Nassgewicht − Darrgewicht) ÷ Darrgewicht x 100 oder abgekürzt mit der Formel
u (%) = (mu − mo) ÷ mo x 100
wobei mu Nassgewicht [g] und mo Darrgewicht [g] bedeuten. Diese Berechnung ist zur genauen Ermittlung der Holzfeuchte beim Darrverfahren notwendig.
Zusammenhänge zwischen Holzfeuchte und Klima
Bei wechselnden klimatischen Bedingungen (Temperatur und relativer Luftfeuchte) ändert Holz seinen Feuchtegehalt. Im feuchten Klima nimmt trocknes Holz Wasser auf, während es im trockenen Klima Wasser abgibt. In beiden Fällen wird schliesslich ein Gleichgewichtszustand erreicht, der als Holzfeuchtegleichgewicht ugl [%] bezeichnet wird.
Die Klimaabhängigkeit der Holzfeuchte ist für die Praxis deshalb so wichtig, weil Holzfeuchteänderungen unterhalb des Fasersättigungsbereiches uf *) zu reversiblen Quell- und Schwindbewegungen des Holzes führen. Diese müssen bei Holzbauteilen häufig konstruktiv berücksichtigt werden.
*) Fasersättigungsbereich uf nennt man den Trennungsbereich zwischen ungebundenem Wasser in den Zellen und gebundenem Wasser in den Zellhohlräumen. Dieser Bereich liegt je nach Holzart im Mittel bei ~26% (atro) Holzfeuchte.
In der Praxis wird der Gleichgewichtszustand niemals endgültig erreicht, da sich die klimatischen Bedingungen im Verlauf des Jahres ständig verändern. Hinzu kommen die besonderen klimatischen Bedingungen in den unterschiedlichen Zonen der Erde.
In Mitteleuropa beträgt das Holzfeuchtegleichgewicht ugl [%] im Jahresdurchschnitt 17%. Bei Freilufttrocknung kann daher nur eine Holzfeuchte von ~16-17% erreicht werden.
Das nachfolgende Diagramm – Holzfeuchtegleichgewicht – gibt Auskunft über die Feuchte, die sich im Holz in Abhängigkeit eines bestimmten Klimas (Temperatur und relative Luftfeuchte) einstellt. Diese Tabelle dient der Berechnung des Quell- und Schwindverhaltens des Holzes, vor allem aber auch bei der Steuerung der künstlichen Holztrocknung.
Holzfeuchtegleichgewicht
Quellen:
Holzfeuchtegleichgewicht (R.KEYLWERTH – USFPL 1951 – Picea sitchensis)
Beispiel: Bei einer Trockentemperatur von 45°C und relativer Luftfeuchte 55% bzw. einer Feuchttemperatur von 36°C beträgt das Holzfeuchtegleichgewicht 9% ugl.
Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe (Kollmann)
Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe ISBN: 978-3-446-44526-0 Peter Niemz und Walter Sonderegger
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