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Nennen Sie die wichtigsten Eigenschaften von Holz.
- gute Elastizität und Festigkeit
- gute Stabilität und Dauerhaftigkeit
- hohe chemische Beständigkeit
- leichte Verarbeitbarkeit
- geringerer Temperaturausdehnungskoeffizient in Faserrichtung als Beton oder Stahl
- Dichte reiner Zellsubstanz bei ca. 1,5 g/cm3
Nenne die Bestandteile von Holz und ihren prozentualen Anteil.
40 – 60% Zellulose
6 – 27% Hemicellulose
18 – 41% Lingin
2 – 7% Extraktstoffe
< 1% Mineralien
Beschreibe den Holzbestandteil Zellulose.
Zellulose ist ein Polysaccharid, der Mikrofibrillen bildet, die zur Festigkeit beitragen. Es kann in starken Säuren gelöst werden.
Zellulose ist in Säure löslich. Bei industriellen Verbrennungen gehen Gase in die Atmosphäre.
Wie steht das in Zusammenhang mit Bäumen und Holzbaustoffen? Was hat das für Auswirkungen auf die Holzwirtschaft?
Bei Verbrennung fossiler Brennstoffe gelangt Schwefeldioxid in die Atmosphäre, dieses verbindet sich unter Umweltbedingungen mit Wasser zu Schwefelsäure.
Saurer Regen schädigt dauerhaft Baustoffe wie z.B. Holz, versauert Oberflächenwasser / Böden und ist damit eine der Hauptursachen für das Waldsterben.
Was ist Hemicellulose und in was ist es löslich?
Hemicellulose ist ein Polysaccharid, amorph und bildet keine höheren Strukturen.
Es ist in alkalischen Lösungen und schwachen Säuren löslich.
Was ist Lignin?
Biopolymer, das sich in pflanzliche Zellwand einlagert und die Verholzung der Zelle bewirkt.
Lignin ist die am häufigsten vorkommende organische Verbindung auf der Erde.
Wie werden akzessorische Bestandteile noch genannt und welche Stoffe gehören zu ihnen?
Akzessorische Bestandteile werden auch Extraktstoffe genannt. Sie lassen sich aus Holz lösen und gehören nicht zur Struktur der Zellwand. Zu ihnen zählen Gerbstoffe, Harze oder Farbstoffe.
Erkläre die Stabilität von Holz in der Stammmitte. Was passiert mit Holz über die Jahre zur Mitte des Stammes hin?
Bei Nadelhölzern muss ein junger Baum in den ersten 10 - 20 Jahren biegsam sein, um Stürmen zu widerstehen. Ältere Bäume hingegen brauchen Festigkeit und Stabilität.
Dadurch befindet sich im Stammesinneren die dunkle Markröhre und weicheres Holz, das äußere Holz ist durch eine höhere Festigkeit und Rohdichte gekennzeichnet.
Was sind die Eigenschaften von Kernholz?
Es ist dunkler gefärbt, widerstandsfähiger gegen Insekten und Pilze, nimmt aufgrund geschlossener Strukturen weniger Wasser auf.
Nenne die Unterschiede zwischen Tracheiden und Tracheen.
Tracheiden sind in Nadelbäumen zum Transport von Wasser und Nährstoffen und haben keine aufgelösten Querwände, daher findet der Wasseraustausch über Tüpfel statt.
Tracheen sind in Laubbäumen und bilden das Leitgewebe als eine durchgehende axial verlaufende Röhre von den Wurzeln bis in die Blätter.
Erkläre Nadelbäume und nenne Beispiele.
Nadelhölzer sind entwicklungsgeschichtlich älter, haben einen einfacheren Aufbau, bestehen hauptsächlich aus Tracheiden und Parenchymzellen für den Transport von Wasser und Nährstoffen.
Der Wasseraustausch zwischen den Zellen erfolgt über Tüpfel, da Tracheiden keine aufgelösten Querwände haben.
Beispiele: Douglasie, Fichte, Kiefer und Tanne
Erkläre Laubbäume und nenne Beispiele.
Laubbäume haben ein Leitgewebe aus Tracheen. Das Speichergewebe besteht aus Parenchymzellen und Epithelzellen, das Festigungsgewebe aus Libriformfasern. Laubbäume besitzen im Gegensatz zu Nadelbäumen charakteristische Gefäße, die als Poren (ringporig, halbringporig, zerstreutporig) sichtbar sind.
Ringporer: Eiche, Esche und Kastanie
Halbringporer: Kirsche und Nussbaum
Zerstreutringporer: Birke, Buche und Linde
Nenne vier ringporige Hölzer und erläutere diese Bezeichnung.
Eiche, Esche, Kastanie und Ulme
Ringporer sind Laubbäume, die hauptsächlich im Frühjahr
weitlumige Gefäße ausbilden, um eine hohe Wassertransportleistung zu ermöglichen.
Nenne 4 Laubbäume, die nicht in Deutschland heimisch sind.
Angelique, Azobe, Greenheart und Teak
Warum kann Holz eine Holzfeuchte von mehr als 100% erreichen? Benenne die Formel.
Wasser in der Zellwand ist gebundenes Wasser, Wasser in den Zellhohlräumen ist freies Wasser und die Menge kann stark variieren.
Im lebenden Baum ist besonders viel Wasser in Baumkrone und im Splint zu finden.
Zum Schutz vor Insekten werden Poren der rindennahen Holzschichten mit Wasser gefüllt, so kann Masse des
Wassers größer als die Masse des Holzes sein.
Bei 100% Luftfeuchtigkeit besteht Fasersättigung. Nach Unterschreitung der Fasersättigung (24 – 32% Holzfeuchte) wird gebundenes Wasser abgegeben, dann verändert Holz seine physikalischen Eigenschaften und es beginnt zu Schwinden / Schrumpfen.
Holzfeuchte w = (m Wasser / m Holz) x 100 (in %)
Was weißt du über Fichten und warum werden sie am häufigsten verwendet? Was unterscheidet es zu Kiefernholz?
Fichtenholz ist weißlich gelb, Harzkanäle gut sichtbar, gute Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften, daher gut als Konstruktionsholz geeignet, leicht und sauber zu bearbeiten, aufgrund seines geringen Gehaltes an Extraktstoffen chemisch unempfindlich.
Die Kiefer ist ein Kernholzbaum, d.h. die Farbe des Kernholzes (rot gelblich) unterscheidet sich von der des Splintholzes (gelblich weiß). Kiefernholz lässt sich ebenfalls gut bearbeiten, enthält aber relativ viel Harz.
Beschreibe den Unterschied zwischen Fichten und Tannenholz.
Fichtenholz ist weißlich gelb, Harzkanäle gut sichtbar.
Tannenholz hat helles Kernholz, das nachdunkelt und gelblich wird. Tanne ist harzfrei, aber spröder und splittert leicht.
Beschreibe den Unterschied zwischen mildem und hartem Eichenholz.
Eichenholz ist schwer, hart und weist einen großen Abnutzungswiderstand auf.
Mildes Eichenholz ist fein und langsam gewachsen, dadurch helle und gleichmäßige Farbe.
Hartes Eichenholz ist grob und schnell gewachsen, dadurch dunklere Färbung und breite Jahresringe.
Nenne die Besonderheiten von Buchen.
Dicht, schwer, hohe Festigkeit, vielfältig verwendbar und gut verarbeitbar, schwindet stark.
Rotbuchen über 80 Jahre bilden einen roten Farbkern.
Was ist der Grund für das korrosive Verhalten von Holz, besonders der Edelkastanie, in Verbindung mit Eisenmetallen?
Wegen hohen Gerbstoffgehalt der Edelkastanie ist das Holz korrosiv und verfärbt sich graublau bis schwarz.
Welche Unregelmäßigkeiten werden bei der visuellen Sortierung in Betracht gezogen?
Grobe Unregelmäßigkeiten wie Äste, Risse, Verfärbungen, Baumkanten, Jahrringbreite, Faserneigung, Krümmung und Insektenfraß.
Qualität der Sortierung sehr objektiv da personenabhängig.
Holz wird bei der maschinellen Sortierung auf Biegung getestet.
Wie läuft diese Sortierung ab?
Biegeprinzip: Ermittlung der Durchbiegung im Durchlaufverfahren mit Aufbringung konstanter Last, aus Durchbiegung kann auf E-Modul geschlossen werden.
In welche Sortierklassen wird bei der visuellen Sortierung unterschieden?
Nach Kennwerten gem. DIN 4074
bei Laubhölzern wird ein L vorangeführt z.B. LS 10
S 7/S 7K(geringe Tragfähigkeit)
Kanthölzer und hochkant biegebeanspruchte Bretter und Bohlen
S 10/S 10K (normale Tragfähigkeit)
S 13/S 13K (überdurchschnittliche Tragfähigkeit.
In welche Festigkeitsklassen wird bei der maschinellen Sortierung unterschieden?
Unterscheidung nach Biegefestigkeit in N/mm2
Europaweite Festigkeitsklassen für Nadelholz: C 14, C 16, C 18, C 20, C 22, C 24, C 27, C 30, C 35, C 40, C 45 und C 50
Europaweite Festigkeitsklassen für Laubholz: D 18, D 24, D 30, D 35, D 40, D 50, D 60 und D 70
Inwiefern entsprechen die Festigkeitsklassen der maschinellen Sortierung den Sortierklassen der visuellen Sortierung?
S 7 = C 16
S 10 = C 24
S 13 = C 30
Wie unterscheiden sich die Dichtebegriffe des Holzes?
Rohdichte ρ
Verhältnis von Masse zu Volumen einschließlich Hohlräume
Darrdichte ρ0
Verhältnis von Masse zu Volumen im darrtrockenen Zustand
Reindichte ρ𝑟
Verhältnis von Masse des darrtrockenen Holzes zu Volumen ohne Poren
Raumdichte 𝑅
Verhältnis von Masse des trockenen Holzes zu Volumen des max. gequollenen Holzes
Wie nennt sich das Holz im Inneren des Stammes?
Nenne die Eigenschaften.
Kernholz liegt zur Mitte des Stammes, dort werden Kieselsäure und Gerbstoffe eingelagert und Tüpfel verschlossen. Darum ist Kernholz ist dunkler gefärbt, widerstandsfähiger gegenüber Insekten und Pilzen und nimmt weniger Wasser auf. Weiter innen befindet sich die dunkle Markröhre.
Besonders Nadelhölzer besitzen in der Mitte juveniles Holz (sehr breite Jahresringe an Markröhre), das äußere Holz hat eine höhere Festigkeit und Rohdichte.
Nennen sie die Vorteile von Splintholz.
höhere Festigkeit, Rohdichte und Biegefestigkeit
=> qualitativ besser für tragende Bauteile
kann mehr Spannungen ertragen
=> höheres E-Modul
Ab welchem Zeitpunkt gibt frisches Holz auch gebundenes Wasser ab und welche Folgen hat das für das Holz?
Sobald das freie Wasser aus den Hohlräumen entwichen ist und die Fasersättigung unterschritten wird, wird gebundenes Wasser abgegeben. Das Holz verändert seine physikalischen Eigenschaften und beginnt zu schwinden.
In welche Nutzungsklassen wird Holz unterteilt?
Einteilung gem. Eurocode 5, je nachdem Anwendung und Feuchtigkeit
NKL 1: 20°C und wenige Wochen im Jahr 65% rel. Luftfeuchte
z.B. geschlossene und beheizte Räume
NKL 2: 20°C und wenige Wochen im Jahr 85% rel. Luftfeuchte
z.B. Dachräume, unbeheizte Lager
NKL 3: > 85% rel. Luftfeuchte
z.B. der Witterung ausgesetzte Konstruktionen wie Terassen
Peter baut einen Holztisch für sein Wohnzimmer. Welche Nutzungsklasse sollte das Holz angehören?
NKL 1
Welche Formen des baulichen Holzschutzes bestehen?
Baulicher Holzschutz dient der Verhinderung einer unzulässigen Erhöhung des Feuchtegehaltes durch:
Feuchteschutz während Bauzustand durch regendichte Abdeckung zum Schutz vor Niederschlägen, Pilzbefall und Rissbildung.
Tauwasserschutz
z.B. Einbau einer Dampfsperre
Wetterschutz
z.B. Entfernung von mind. 30cm als Spritzwasserschutz
Schutz in Nassbereichen
z.B. wasserdichte Bodenbeläge im Badezimmer
Schutz gegen Feuchteleitung
z.B. Folien zur Abdichtung
Wann werden chemische Holzschutzmittel verwendet?
Wonach erfolgt die Auswahl?
Einsatz wenn baulicher Schutz nicht ausreicht, Pflicht bei tragenden Bauteilen.
180 Holzschutzmittel, die überwiegend wasserbasiert sind. Auswahl je nach Gefahrenklasse (0 bis 5).
Nenne 4 nicht zugelassene Holzschutzmittel.
Lindan
Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)
Pentachlorphenol (PCP)
Quecksilberverbindungen
In welche Gebrauchsklassen wird Holz unterteilt?
Erläutere diese kurz.
GK 0: innen, kein Schutz nötig
GK 1: innen, Schutz gegen Holzschädlinge
GK 2: draußen überdacht, Schutz gegen Insekten und Pilze
GK 3: draußen Regen ausgesetzt, Schutz gegen, Insekten, Pilze und Auswaschung
GK 4: draußen Bodenkontakt oder direkter Kontakt mit Süßwasser, Schutz gegen Insekten, Pilze, Auswaschung und Moderfäule
GK 5: draußen in Salzwasser, Schutz gegen Insekten, Pilze, Auswaschung, Moderfäule und Holzschädlinge aus Meerwasser
Nennen sie drei Vollholzprodukte.
Bauholz
Konstruktionsvollholz
Brettschichtholz
Balkenschichtholz
Rundholz
Nenne Beispiele für Holzwerkstoffe.
Brettsperrholz
Massivholzplatten
OSB-Platten
Furnierplatten
Furnierschichtholz
Spanplatten
Erläutere den Herzschnitt von Kanthölzern.
Mit Herz ist der Bereich der Markröhre im Holz gemeint. Durch einstieligen Einschnitt (Ganzholz),
zweistieligen oder herzgetrennten Einschnitt (Halbholz) oder herzfreien Einschnitt (Kernbohle) aus
Baumstamm geschnitten. Beim Ganzholz ist die Rissanfälligkeit am höchsten, bei Kernbohle am geringsten.
Erläutere die Zusammensetzung Balkenschichtholz (BSH).
Aus mindestens zwei (Duoholz) oder drei (Trioholz) Holzlamellen aus Nadelholz mit einer Schichtdicke von 45–85 mm. Herstellung wie Brettschichtholz, d.h. Balken werden mit Ausrichtung
der Baumringe in gleicher Richtung verklebt, Markröhren der äußeren Balken weisen nach außen.
Eignet sich für hohe Formstabilität und ansprechende Optik, da wenig Rissbildung.
Erläutere die Zusammensetzung von Baurundholz.
Aus entasteten und entrindeten Stämmen, Verwendung als Pfahl, Pfosten oder Masten für Holzblockhäuser oder Geräte auf Spielplätzen.
Nenne 4 charakteristische Steifigkeits- und Festigkeitskennwerte, die für Hölzer relevant sind.
Druck, Festigkeit, Zug und E-Modul