Wie wir Holz für den Bau auswählen. Welche Eigenschaften wichtig sind

Holz ist ein Werkstoff, aus dem die unterschiedlichsten Gegenstände hergestellt werden können. Möbel, Türen, Fenster, Türen, Türen, Fenster, Hackmesser, Schalen, Dekorationsgegenstände, Hausstrukturen, Zäune, Pergolen, Pavillons, Spanplatten, MDF oder OSB, einfache oder laminierte Balken sind nur einige davon. Die Vielfalt der Holzarten und -eigenschaften ermöglicht es uns, sowohl das großartig aussehende Material für Luxusmöbel als auch das richtige Material für die Struktur eines 2-3-stöckigen Hauses zu finden. Aber woher wissen wir, welches Holz wir wählen sollen? Welche Eigenschaften sind beim Bau wichtig? Wie schneidet Holz im Vergleich zu anderen Baumaterialien ab? Diese und andere Fragen werden im Folgenden beantwortet.

Holz, ein anisotroper Werkstoff

Der Hauptunterschied zwischen Holz und Baumaterialien wie Ziegel oder Beton besteht darin, dass Holz kein einheitliches Material ist, sondern anisotrop. Ein und dasselbe Stück Holz hat nach bestimmten Kriterien unterschiedliche Eigenschaften. Holz unterscheidet sich auch je nach Holzart in seiner natürlichen Form, seinem spezifischen Gewicht, seiner Festigkeit oder Haltbarkeit. Selbst wenn es von ein und derselben Holzart stammt, unterscheiden sich die Eigenschaften des Holzes je nach den Wachstumsbedingungen, der Art des Einschnitts oder dem Feuchtigkeitsgehalt.

Wenn Sie einen Stamm im Querschnitt betrachten, sehen Sie bei vielen Arten zwei klar abgegrenzte Bereiche: den Splintholzbereich, der sich außen in der Nähe der Rinde befindet und eine hellere Farbe hat, und den Kernholzbereich, der sich in der Mitte befindet und eine dunklere Farbe hat. Die beiden Zonen haben unterschiedliche Funktionen, und auch das Holz aus diesen Zonen ist unterschiedlich. Das Kernholz ist stützend und das Holz ist hart und stark. Das Splintholz ernährt den Baum, und das Holz ist weicher, weniger widerstandsfähig und wasserliebend. Wenn der Baum jung ist, ist die Splintholzzone breiter und die Kernholzzone schmaler, und das Verhältnis ändert sich, wenn das Holz reift. Holz mit hohem Splintholzanteil ist für den Bau nicht zu empfehlen, ebenso wenig wie junges Holz.

Auch die Eigenschaften des Holzes unterscheiden sich je nach Schnittmethode. In radialer Richtung geschnittenes Holz verformt sich stärker als tangential zum Jahresring geschnittenes Holz. Die Holzeigenschaften entlang der Längsachse unterscheiden sich von denen entlang der Radialachse.

Die Fasern machen den Unterschied zwischen den Arten aus. Die Fasern bestehen aus Zellen, die in der Regel parallel zur Längsachse verlaufen und in ihrem Inneren Gefäße haben, durch die Nahrung zirkuliert oder zirkuliert hat. Manchmal können sich die Fasern aufgrund von Umwelteinflüssen (Trockenheit, starker Wind) verdrehen, wodurch sich die Eigenschaften des Holzes verändern. Holz mit verdrehten Holzfasern sollte vermieden werden, da es sich anders verhält als Holz mit normalen Fasern.

Holz ist ein Material, das leichter als Wasser ist, und sein spezifisches Gewicht kann je nach Holzart zwischen 300 und 900 kg/m³ variieren (das spezifische Gewicht von Wasser beträgt 997 kg/m³). Es gibt nur wenige Holzarten, die schwerer als Wasser sind, und Ebenholz ist eine davon. Je dichter es ist, desto fester ist es, weil die Zellwände dicker sind und die Fasern dadurch zäher werden. Fichtenholz, das aufgrund seiner Verfügbarkeit (20% aus dem Waldboden) in unserer Bauindustrie weit verbreitet ist, hat eine Dichte von 450 kg/m³ und Eiche 675 kg/m³. Das Splintholz hat ein geringeres spezifisches Gewicht als das Kernholz und ist daher nicht so fest.

Holzfeuchtigkeit

Einer der Faktoren, die die Eigenschaften von Holz beeinflussen, ist der Feuchtigkeitsgehalt, der bei Bauholz zwischen 12 und 18% liegen sollte. Holz hat die Fähigkeit, viel Wasser aufzunehmen, mehr als das 2-2,5-fache (250%) seines Trockengewichts (Masse). Sobald es gefällt wird, beginnt es Wasser zu verlieren, bis es 25-301TP33T erreicht. Dieser Prozess dauert 3-6 Monate. Das auf diese Weise verlorene Wasser ist das Wasser in den Gefäßen, durch die die Nahrung normalerweise transportiert wird.

Je geringer die Feuchtigkeit, desto größer ist der Widerstand des Holzes. Das verbleibende Wasser ist das Wasser im Inneren der Faser, in den Wänden der Gefäße. Um es zu entfernen, wird die natürliche Trocknung auf bis zu 3-4 Jahre verlängert (bei dichten Holzarten sogar noch länger) oder es ist eine künstliche Trocknung erforderlich.

Wenn das Wasser aus den Töpfen austritt, ändert sich die Größe des Holzes nicht. Wenn es die Wände der Töpfe verlässt, schrumpft es. Holz ist ein hygroskopisches Material, das Wasser mag. Wenn Wasser in trockenes Holz eindringt, wird es zuerst von den Wänden der Töpfe absorbiert, und es findet der entgegengesetzte Prozess des Schrumpfens, das Aufquellen, statt. Schrumpfung und Schwellung sind bei dichtem Holz höher, weil die Zellwand dicker ist. Auch innerhalb derselben Holzart ist die Schwindung unterschiedlich: in Längsrichtung, d. h. entlang der Maserung, ist sie am geringsten (0,1-0,5%) und tangential zum Jahresring am größten (7-15%), d. h., dass sich z. B. ein Holzpfahl während des Trocknens viel stärker verdünnt als verkürzt. Die Schwindung ist bei radial geschnittenem Holz geringer als bei tangential geschnittenem Holz.

Das Trocknen kann auch zum Verziehen von Holzelementen führen. Die Art des Verziehens hängt auch vom Schnitt ab. Tangentiale Schnitte haben die größte Verformung zur Folge. Die Verformung ist umso größer, je näher der Schnitt an der Außenseite des Stammes erfolgt. Die Art des Schnitts ist am Ende der Bohle zu erkennen. Wenn die Jahresringe als gerade Linien zu sehen sind, handelt es sich um einen radialen Schnitt und die Veränderungen sind gering. Bei einem tangentialen Schnitt sehen die Jahresringe wie Bögen aus und liegen umso enger beieinander, je näher der Schnitt an der Außenseite des Stammes erfolgt.

Mechanische Eigenschaften, die für die Dimensionierung von Widerstandselementen wichtig sind

Holz wird beim Bau von Tragwerken, Brücken, Fußböden oder vorgefertigten Wänden von Fachwerkhäusern verwendet. Es handelt sich um Säulen, Balken, Träger, Pfosten, Ständer, Sockel oder Fundamente, und alle diese Elemente müssen so bemessen sein, dass sie den auf das Bauwerk wirkenden Kräften standhalten. Bei einem Holzrahmenbau nimmt der Statiker die Bemessung vor, und die Berechnungen sind Teil der Entwurfsstruktur.

Die wichtigsten Kräfte, die auf ein Haus wirken, sind Druck-, Biege-, Scher- und Zugkräfte. Druck ist die wichtigste dieser Kräfte, da sie auf alles im Haus - Wände, Dach, Decken, Verkleidungen, Möbel, Menschen, Schnee auf dem Dach usw. - und auf die tragenden Teile der Struktur wirkt. Die Säulen und tragenden Wände müssen all diese Lasten bis zum Fundament und zum Boden abtragen, ohne dass sie scheren oder sich verformen. Dazu muss die Druckfestigkeit des Bauteils größer sein als die ausgeübte Druckkraft. Die Druckfestigkeit von Holz ist in verschiedenen Achsen unterschiedlich, wobei sie in Längsrichtung am höchsten ist (500-700 kg/cm²).

Eine weitere Kraft, der Widerstandselemente ausgesetzt sind, ist die Biegekraft. Sie wird ausgeübt, wenn durch Wind oder Erdbeben verursachte Seitenkräfte auf Träger oder Stützen einwirken, die sich nicht in ausgesteiften Strukturen befinden und starr am Boden befestigt sind. Als Folge dieser Einwirkungen verformt sich das Element in Bezug auf seine Längsachse. Holz ist ein elastisches Material, das in der Lage ist, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, wenn die auf es wirkende Kraft geringer ist als seine Biegefestigkeit. Die Biegefestigkeit von Holz ist sehr gut und schwankt je nach Holzart zwischen 300 und 900 kg/cm².

Dauerhaftigkeit von Holz

Dauerhaftigkeit ist die Fähigkeit von Holz, die Zeit zu überdauern, ohne sich zu verschlechtern. Wasser verringert die Haltbarkeit von Holz, da es die Mikroorganismen, die Fäulnis verursachen, aufrechterhält. Holz ist umso haltbarer, je trockener es ist. Die Dauerhaftigkeit ist sehr wichtig für Außenhölzer, aber auch für Holz, das in tragenden Konstruktionen verwendet wird. Holz mit einer hohen Absorptionsfähigkeit, Holz, das von verschiedenen Krankheiten befallen ist (Bläuen von Holz) oder solche mit geringer Resistenz gegen Fäulnis und Umwelteinflüsse. Weitere Informationen über nachhaltige Holzarten hier.

Industrialisiertes Holz

Industrialisiertes Holz wird heute in großem Umfang im Bauwesen verwendet. Leimholz, Brettschichtholz, CLT, LVL sind nur einige der Möglichkeiten. Mit einigen dieser Materialien sind wir bereits vertraut, andere werden immer vertrauter und häufiger verwendet. Das Ziel des industrialisierten Holzes war es, die Stärken des Holzes zu nutzen, indem seine Schwächen beseitigt wurden. Leimholz und Brettschichtholz sind sehr viel formstabiler, und durch die Verarbeitung konnten Mängel beseitigt werden, die ihre Festigkeit geschwächt hätten (Äste, Risse, Fehler). Lamellenbalken sind äußerst widerstandsfähig und stark und ermöglichen beeindruckende Konstruktionen mit sehr großen Spannweiten. CLT ist ein Material mit sehr guter Festigkeit und Stabilität, frei von Mängeln und sehr leicht im Vergleich zu Beton oder Ziegeln.

Auch wenn in den Materialien auch Klebstoffe, Konservierungsmittel oder andere Zusatzstoffe enthalten sind, ist der Rohstoff zu einem sehr hohen Prozentsatz Massivholz. Ihre Verwendung macht den Bauherren das Leben leichter und ermöglicht es den Nutznießern, die Schönheit und Wärme des Holzes länger zu genießen.

Ich hoffe, Sie finden dieses Material nützlich. Es ist ein sehr umfangreiches Thema, und es wird sicherlich noch ergänzt werden. Sie können zu seiner Verbesserung beitragen. Und wenn Sie Fragen haben, können Sie sie unten in dem dafür vorgesehenen Feld stellen. Ich werde sie sicherlich beantworten.