Baustofflehre 1- Holz

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Bauingenieurwesen Flashcards on Baustofflehre 1- Holz, created by Isabella Frank on 19/01/2021.
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Question Answer
Vorteile -leicht bearbeitbar -geringes Gewicht - relativ hohe Festigkeit - vielfältiger Einsatz - nachwachsend
Nachteile - Streuung der Eigenschaften durch unterschiedliche Wuchsbedingungen - hohes Quell- & Schwindmaß bei Feuchtigkeitswechseln durch unterschiedlich stark ausgeprägte Holzstruktur - relativ geringe Beständigkeit -Brennbarkeit
Bestandteile - Zellulose eingebettet in Lignin -> Hauptbestandteile - Hemizellulose (leicht von Schädlingen angreifbar) - Holzinhaltsstoffe (z.B. Farbstoffe)
Zellulose -Polysaccharide - Polykondensation von Glucose - Gerüststoff des Holzes
Lignin - Gemisch aromat. Verbindungen -> ca. 65% C - hohe Dichte-> "Zement des Holzes"
Holzquerschnitt
Unterschied Spätholz - Frühholz Spätholz: -geringere Wachstumsgeschw. -engräumig, dickwandig, dunkel-> sehr dicht&fest Frühholz: -große Zelllen für Wasser- & Nährstofftransport - hell
Unterschied Laubholz - Nadelholz Laubholz: -große& durchgängige Kapillaren Nadelholz: Hoftüpfel für Wassertransport
Einteilung der Bäume 1. Splintholzbäume 2. Reifholzbäume 3. Kernholzbäume
1. Splintholzbäume Stamm nur Splintholz -> hohes Schwindmaß -> als Konstruktionsholz wenig geeignet
2. Reifholzbäume trockenes Splintholz -> kann bei Beschädigung des äußeren Splintholzes wieder die Leitung von Wasser übernehmen (-> Eintritt von Schädlingen möglich)
3. Kernholzbäume Farbkernholz -> Leitgefäße verschließen sich -> Holzzellen sterben ab -> Holzinhaltsstoffe werden eingelagert (-> dunkler als Splintholz)
Unterschiede innerhalb einer Holzsorte - Faserstruktur-> stark anisotropes Verhalten - untersch. Verhalten durch: a, Holzart: Nadelholz-Laubholz, Hartholz-Weichholz b, Standort-> Wachstumsbedingungen (je schlechter desto härter das Holz) - inhomogenes Gefüge -> Splintholz-Kernholz -> versch. Wachstumsperioden -> Wuchsfehler -> Äste
Dichte Reindichte: - ca. 1,5 kg/dm^3 - abhängig von Einlagerungen im Kernholz Rohdichte: - Holzwasser einschl. Hohlräume - abhängig von Holzart, Wuchsbedingungen, Holzfeuchte
Holzfeuchte -trockenes Holz - gebundenes Wasser im hygroskopischen Bereich - freies Wasser im kapillaren Bereich
trockenes Holz -kein Wasser in Fasern & Kapillaren - nur bei sehr geringer Umgebungsfeuchte-> sonst Quellen der Struktur - wird versucht einzubauen, um Schwinden der Konstruktion zu minimieren
Wasser im hygroskopischen Bereich -nur gebundenes Wasser in Zellwänden -für alle physik. Eigenschaften von Bedeutung, denn Feuchteänderung -> Volumenänderung - Zustand bei Holzfeuchte <30% (Fasersättigungsbereich) -> Zellen sind mit Wasser (-dampf) gefüllt-> mehr Wasser kann nur in Kapillaren aufgenommen werden
freies Wasser im kapillaren Bereich -Wasser nicht nur in Zellwänden, sondern auch Hohlräume werden gefüllt -kaum Einfluss auf physik. Eigenschaften -anfällig für Schädlinge (sind auf kapillare Feuchte angewiesen)
Einfluss auf Eigenschaften -Druckfestigkeit -E-Modul -Quellen -Schwindverhalten -Kriechen -thermische Eigenschaften & Brandverhalten
Druckfestigkeit -Fasersättigungsbereich (30%): schnelle Festigkeitsänderung - < 30%: kaum Änderung, konstante Eigenschaften ab ca. 35%
E-Modul -sehr geringe Holzfeuchte-> linear elastischer Anstieg & anschließender Bruch -Holzfeuchte >30% ->stärkere Dehnbarkeit -> mit steigender Holzfeuchte: ○sinkende Festigkeit ○steigende Verformbarkeit ○steigende zeitabhängige Verformung (Kriechen) ○trotzdem gleicher E-Modul ->gleicher Anstieg Holz kann vorallem Zugkräfte längs zur Faser aufnehmen
Quellen -anisotrop, also abhängig von Faserrichtung - tangential: ca. doppelt so groß wie radial
Schwindverhalten -höheres Schwindmaß bei jungem Holz -Schwind-( &Quell-)maß nimmt in Richtung Rinde zu
Kriechen - steigt mit Holzfeuchte & Temp. - Wassermoleküle-> Erweichen-> Kräfte auf Fasern-> Gleiten der Faserzellen
Folgen von Kriechen -übermäßiges Durchbiegen von Balken -Lockerung von Holzverbindungen -Nachlassen von Vorspannkräften bei Bolzenverbindungen
thermische Eigenschaften & Brandverhalten -bis max. 150°C thermisch beständig -Entflammbarkeit: ○von Rohdichte & Holzfeuchte abhängig ○ab 120°C bei langsamer Erwärmung -Wärmeleitfähigkeit: ○steigt mit zunehmender Rohdichte & Hoolzfeuchte ○längs zur Faser ca. doppelt so groß wie quer zur Faser ○an sich schlechter Wärmeleiter
Sortierung -nach DIN für konstruktiven Holzbau-> nach Tragfähigkeit -Sortierung nach: Blaufäule, Risse, Jahrringbreite, Krümmung, nagelfeste braune Streifen, Schädigungsbefall, Holzfeuchte, Ästigkeit
Baurundholz -entästete & entrindete Stämme-> runder Querschnitt bleibt erhalten -Anwendung: Palisaden im Landschaftsbau, Halbrundholz für Zäune -Eigenschaften: naturgegeben! -Sortierung: für Jahresringbreite <= 4mm, Holzfeuchte <= 30%
Bauschnittholz -Kantholz- Balken- Bohle- Bett- Latte -Sortierung: Jahresringbreite max. 6mm-> je breiter, desto schneller ist Holz gewachsen-> viel Jung-/Frühholz-> geringere Festigkeit Vorhandensein der Markröhre ist festigkeitsmindernd
Konstruktionsvollholz -geringe Holzfeuchte (<= 15%-> kleineres Schwindmaß & kein Pilzbefall -Verlängerung nur durch Keilverzinkung
Brettschichtholz =verleimtes Holz - jeweils "rechte" Seite des Holz nach außen -Trocknung auf 10% Holzfeuchte-> wenig weiteres Schwinden -relativ geringer Kleberanteil nötig -Erzeugung großer Querschnitte möglich -Anwendung: gerade & gekrümmte tragende Bauteile
Holzwerkstoffe -Verpressen von Stäben, Furnierstreifen, Spähen oder Fasern mit: A, organischen Klebstoffen-> harzgebundene Holzwerkstoffe B, mineralisches Bindemittel-> mineralisch gebundene Holzwerkstoffe C, ohne Bindemittel-> durch Verfilzen -unterschiedliche Verleimklassen: V20 -> nichtfeuchte Innenräume V100 -> Außenbeplankung von Außenwänden vor belüfteten Hohlräumen V100G -> Nassräume, Flachdächer
... aus Furnieren = Schälfurniere (besondere Maserung), Messerfurniere (natürliche Holzmaserung bleibt erhalten) oder Sägefurniere (hohe Quali) -> anschließende Verkleinerung in unterschiedlicher Weise ○ Furnierschichtholz/ Furnierstreifenholz ○ Bausperrholz
Furnierschichtholz/ Furnierstreifenholz -Verkleinerung mit Melaninharz -Faserverlauf in Plattenlängsrichtung -homogenes Gefüge durch Verteilung der Störstellen beim Aufschneiden -geringe Holzfeuchte-> kein Schwindmaß -hohe zulässige Spannungen -Anwendung: gerade & gekrümmte tragende Bauteile
Bausperrholz -z.B. Bau-Furnierholz-> kreuzweise Anordnung (rechtwinklige Verklebung der Fasern-> Eigenschaften in verschiedene Richtungen gleich) -Anwendung: tragende oder aussteifende Zwecke -Bezeichnung nach Dichte& Festigkeitsklasse
Spanplatten =verleimte Holz- oder Furnierplatten -beplankte Strangpressplatten -Flachpressplatte -OSB-Platte
beplankte Strangpressplatten -Verpressen von Spänen im Schacht -einschichtig -Ausrichtung der Späne quer zur Plattenrichtung -Anwendung: tragende, aussteifende Zwecke . geringe Biegefestigkeit . beidseitige Beplankung durch Furnier- oder Kunststoffschichten
Flachpressplatte -Pressen & Ausrichtung der Späne in Plattenebene -mehrschichtig möglich-> außen dicht, weicher Kern zusätzliche Beplankung möglich ->Erhöhung der Beanspruchbarkeit -Anwendung: tragende, aussteifende Zwecke
OSB-Platten -Schälfurnierstreifen verleimt mit Melaminharz -Fasern in 3 Orientierungsschichten -tragfähiger als Spanplatten durch Späne -Anwendung nach bauaufsichtlicher Zulassung: . aussteifende Wand-, Boden-, Deckenverkleidungen . Estriche
Faserplatten Herstellung: -aufschließen von Holzfasern im Heißdampf -mech. Zerkleinerung & Pressen zu Platten - Nass-/ Trockenverfahren Plattentypen-> unterschiedl. nach Dichte Anwendung: -nichttragend -tragend -Trocken-& Feuchtbereich -im Außenbereich nur bei ausreichender Belüftung
Holzschädigung -Witterungseinfluss -Pilze -Insekten
Witterungseinfluss -v.a. Feuchtewechsel -Schwinden- Quellen-> Risse, Verlust an Tragfähigkeit -Faulen durch Bakterienangriff
Pilze -> Voraussetzung: Holzfeuchte-> Fasersättigung 1) Rot-& Braunfäule (Nadelholz): Abbau von Zellulose -> Holz wird pulvrig 2) Weißfäule (Laubholz): Abbau von Lignin-> Holz wird weich 3) echter Hausschwamm/ Kellerschwamm/ weißer Porenschwamm: massive Zerstörungen-> Meldepflicht
Insekten -> Voraussetzung: Holzfeuchte > Fasersättigung -holzfressende Insekten-> Holz als Nahrungsquelle 1) Hausbockkäfer: Larve lebt im eiweißreichem Splint von Nadelholz (28-30°C) -> Meldepflicht 2) gewöhnlicher Nagekäfer (Holzwurm): feucht-kühles Klima 3) brauner Splintholzkäfer: optimal in Wohnklima, Eiche & weiche Tropenhölzer
Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holzbauteilen 1) Hölzer mit natürlicher Resistenz (z.B. Eiche, Kernholz ohne Splint) 2) organisatorischer Holzschutz (z.B. Trocknung, Lagerung) 3) konstruktiver Holzschutz (Prävention gegenüber jeglicher Feuchte) 4) chemischer Holzschutz (Vorbeugung/ Bekämpfung von Schadensorganismen) 5) Oberflächenschutzsysteme (v.a. zur Vorbeugung durch Schutz vor Niederschlagsfeuchten)
Tränkbarkeit & Imprägnierung . Druckimprägnierung . Tauchimprägnierung . Oberflächenbehandlung
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