Thermisch modifiziertes Holz: Eine wissenschaftliche Analyse
Thermisch modifiziertes Holz, auch Thermoholz genannt, ist das Ergebnis eines fortschrittlichen Prozesses, der die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Holz grundlegend verändert. Dieses von VTT in Finnland entwickelte Verfahren bietet eine wissenschaftlich erprobte Methode zur Verbesserung der Haltbarkeit und Stabilität von Holz ohne den Einsatz von Chemikalien.
Für Anwendungen im Außenbereich bietet Thermoholz eine einzigartige Kombination aus Haltbarkeit und Formstabilität.
Der Thermowood-Prozess: Ein wissenschaftlicher Ansatz
Der Thermowood-Prozess ist in drei entscheidende Phasen unterteilt:
- Hochtemperaturtrocknung: Erhitzen auf 130 °C, um den Feuchtigkeitsgehalt auf nahezu Null zu reduzieren.
- Thermische Modifikation: Erhitzen auf 180 °C (Thermo-S) oder 212 °C (Thermo-D) für 2–3 Stunden, wobei erhebliche chemische Veränderungen auftreten.
- Kühlung und Aufbereitung: Kontrollierte Kühlung und Feuchtigkeitsregulierung auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 4-6 %.
Dieser Prozess führt zu strukturellen Veränderungen auf zellulärer Ebene, was zu verbesserten Eigenschaften führt.
Mechanische Eigenschaften
Die thermische Behandlung beeinflusst die mechanischen Eigenschaften des Holzes:
- Elastizitätsmodul und Festigkeit: Leichte Abnahme der Biege- und Druckfestigkeit aufgrund struktureller Veränderungen.
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Härte: Erhöhte Brinellhärte:
- Nova-Esche: 30,5 N/mm²
- Nova Pine: 15 N/mm²
- Nova-Iroko: 40 N/mm²
- Nagel- und Schraubenfestigkeit: ca. 20 % Abnahme, auszugleichen mit Edelstahlbefestigungen.
Physikalische Eigenschaften
Die thermische Modifikation führt zu erheblichen Änderungen der physikalischen Eigenschaften:
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Dichte: Variiert je nach Holzart:
- Nova-Asche: 595-629 kg/m³
- Nova-Kiefer: 362-404 kg/m³
- Nova-Iroko: 576-650 kg/m³
- Feuchtigkeitsgehalt: Nach der Behandlung auf 4–6 % reduziert, mit einem Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt von 10–12 % bei 95 % relativer Luftfeuchtigkeit.
- Wärmeleitfähigkeit: Reduzierung um 20 %, wobei Nova-Pine einen Wert von 0,099 W/(m·K) erreicht.
Chemische und biologische Eigenschaften
Die thermische Behandlung führt zu wichtigen chemischen Veränderungen:
- Haltbarkeit: Erhöhte Resistenz gegen Schimmel und Insekten durch den Abbau von Hemizellulose.
- Emissionen: Charakteristischer Geruch durch flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die geringer sind als bei unbehandeltem Holz.
- Feuerwiderstand: Klassifizierung „B-s1, d0“ nach EN 13501, mit Brandschutzmitteln weiter zu verbessern.
- Farbveränderung: Dunkler durch Karamellisierung des Zuckers, mit natürlicher Vergrauung durch UV-Einwirkung im Laufe der Zeit.
Bewerbung und Abwicklung
Thermisch modifiziertes Holz eignet sich besonders für:
- Fassadenverkleidung: Hervorragende Formstabilität und Witterungsbeständigkeit.
- Terrassenböden: Aufgrund der erhöhten Haltbarkeit ideal für Gartenmöbel .
- Saunen: Verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit und Isolationseigenschaften.
- Rahmen und Türen: Reduzierte Wirksamkeit und verbesserte Isolierung.
Bei der Verarbeitung ist Folgendes zu berücksichtigen:
- Verwendung scharfer Werkzeuge aufgrund erhöhter Härte.
- Bei der Montage ist ein Vorbohren erforderlich.
- Empfohlene Verwendung von MUF-, Polyurethan- oder Epoxidklebstoffen.
Wartung und Haltbarkeit
Thermisch behandeltes Holz erfordert nur minimale Wartung:
- Eine regelmäßige Oberflächenbehandlung kann das Vergrauen verzögern und die Lebensdauer verlängern.
- Empfohlener Bodenabstand von 4-6 cm für Terrassendielen.
- FSC- und PEFC-zertifiziert, aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern.
Fazit: Wissenschaftliche Innovation in der Holzmodifikation
Thermisch modifiziertes Holz stellt einen bedeutenden wissenschaftlichen Durchbruch in der nachhaltigen Holzbearbeitung dar. Seine einzigartige Kombination aus verbesserter Haltbarkeit, Dimensionsstabilität und Umweltfreundlichkeit macht es in vielen Anwendungen zu einer überlegenen Alternative zu traditionell behandeltem Holz.
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