HOLZWERKSTOFFE Ausgangsfraktionen

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1 1 TECHNISCHE UNIVERSITÄT WIEN FAKULTÄT FÜR ARCHITEKTUR INSTITUT FÜR TRAGWERKSLEHRE UND INGENIEURHOLZBAU PROF. WOLFGANG WINTER DR. KARLHEINZ HOLLINSKY DI JOSEF WOLFSGRUBER cand. ING. SUSANNE BLAIL INHALTE: 1. AUSGANGSPRODUKTE 2. VOLLHOLZ 3. VERLEIMTE WERKSTOFFE 4. HOLZWERKSTOFFE AUSGANGSPRODUKTE Der Baum als Ausgangsprodukt Kreuzholzbalken HOLZWERKSTOFFE Ausgangsfraktionen

2 2 Übersicht Holz und Holzwerkstoffe VOLLHOLZ (VH) NADELHOLZ (NH) LAUBHOLZ (LH) Schnittholz Latte Tischler Pfosten Brett Oberflächen Kantholz Möbel Konstruktionsholz Übersicht Holz und Holzwerkstoffe VERLEIMTE WERKSTOFFE AUS VOLLHOLZ Brettschichtholz (BSH) Funierschichtholz (FSH) Konstruktionsvollholz (KVH) HOLZWERKSTOFFE Baufuniersperrholz Flachpressplatten Holzfaserplatten Funktionsprinzip Stützen, Pfette, Stiel, Biegeträger, Schwelle Boden, Decke, Dachscheibe Wand Flächige Aussteifungen Stege von Verbundprofilen / Biegeträgern bauliches Trennelement Schall- und Wärmedämmung Dekorative Funktion Schutzfunktion als Fassadenelement

3 3 Verleimte Stabelemente aus Brettschichtholz BSH Konstruktionsvollholz KVH Lamellenbalken Kreuzholzbalken Konstruktionsvollholz KVH (keilgezinkt) ρ: 450 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 10 N/mm² Zul. σz : 7 N/mm² Zul. σd : 8,5 N/mm² N/mm² BS 11 BS 14 BS 16 BS 18 E-Modul Biegespannung Zug (parallel) 8,5 10, Druck (parallel) 8, ,5 13 BSH besteht aus faserparallel miteinander verklebten, getrockneten Brettlamellen (unendlich langes Brett ca. 3,2cm dick) aus Nadelholz. Durch Sortierung schichtweise aufgebaute Lamellen. Bemessung: Die zulässige Biegespannung von BSH ist aufgrund der herstellungsbedingten Homogenität etwa 5 10% höher als gleicher Festigkeitsklasse. Die Lamellen werden vorsortiert, sodass in BSH Querschnittstypen, wie nachfolgend dargestellt, herstellbar sind. Die Ausnutzung der höheren Spannungen einer höheren Festigkeitsklasse, kann somit auch mit zwei Holzgüten erfolgen.

4 4 Einsatzbereiche: BSH ist der flexible und moderne Rohstoff des Holzbaues. BSH kann in allen Bereichen eingesetzt werden (aus statischen Gründen, Formstabilität und Optik und wegen der möglichen Länge bzw. Haltbarkeit der Bauteile). Auch Krümmungen sind möglich. BSH wird gerne im Elementbau (siehe Montagebild) eingesetzt. Das Bauen in Elementen ist durch das geringe Gewicht ein großer Vorteil von Stahl Holzkonstruktionen. Brettschichtholz: Festigkeitsklassen BS 11 bis BS 18 durch maschinelle Sortierung Die maschinelle Sortierung nach der Festigkeit arbeitet nach dem Prinzip, bestimmte Holzeigenschaften (wie E-Modul, Rohdichte, Ästigkeit,...) zerstörungsfrei zu ermitteln und somit einen Rückschluß auf die tatsächliche Festigkeit des Schnittholz herstellen zu können. Durch den Einsatz von Maschinen wird vor allem bei dem heutigen hohen Holzumsatz in den Betrieben die Sortierung objektiver und sicherer. Dadurch können höhere Festigkeitsklassen ermittelt werden und eine bessere Ausnutzung des Werkstoffes Holz ist möglich. Die maschinell ermittelten Eigenschaften werden in folgende Klassen eingeteilt: Klasse MS7 Schnittholz mit geringer Tragfähigkeit Klasse MS10 Schnittholz mit üblicher Tragfähigkeit Diese Klasse läßt sich mit der alten Schnittholzsortierung Gutes Bauholz vergleichen. Klasse MS13 Schnittholz mit überdurchschnittlicher Tragfähigkeit Klasse MS17 Schnittholz mit besonders hoher Tragfähigkeit

5 5 Mehrere, sich wesentlich unterscheidende Verfahren sind entwickelt und untersucht worden, befinden sich zur Zeit in der Erprobung oder sind bereits im praktischen Einsatz. Hier werden einige Verfahren kurz beschrieben: Biegeverfahren (Stress grading): Maschinen die nach dem Prinzip der Biegeprüfung erreichen einer bestimmten Durchbiegung unter Aufbringung einer gemessenen Kraft den E-Modul bestimmen sind am weitesten Fortgeschritten und werden oft mit anderen Systemen kombiniert, um die Genauigkeit zu erhöhen. Durchstrahlungs-Verfahren: Bringt man eine geeignete Strahlungsquelle über ein Brett, so ist der durch das Brett fließende und in einer Ionisationskammer aufgenommen Ionisationsstrom abhängig von der Dichte des Brettes. Ultraschall-Verfahren: Bei diesem Verfahren wird der mittlere dynamische E-Modul über die Ultraschall- Geschwindigkeit parallel zu den Holzfasern ermittelt. Stoßwellen-Verfahren: Durch einen Schlag senkrecht zur Faserrichtung wird das Brett in eine Querschwingung versetzt. Aus der Frequenz dieser Schwingung läßt sich der dynamische E-Modul berechnen. Lamellenholz Duo- /Triobalken ρ: 450 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 10 N/mm² Zul. σz : 7 N/mm² Zul. σd : 8,5 N/mm²

6 6 z.b.: S10 Kreuzbalken E : N/mm² Zul. σb: 11 N/mm² Zul. σz : 7,4 N/mm² Zul. σd : 8,5 N/mm² Verleimte Stabelemente (Schälfuniere) Funierstreifenholz (Parallam) Spanstreifenholz (LSL) ρ: 750 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 21 N/mm² ρ: 600 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 12,5 N/mm² Zul. σd : 13 N/mm² Verleimte Flächenelemente () Einschichtplatte Mehrschichtplatte ρ: 450 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 21 N/mm² bzw. 3 N/mm² Brettsperrholz - BSP z.b.: Kreuzlagenholz (KLH) Kreuzlagenholz KLH E : N/mm² Zul. σb: 11 N/mm² Zul. σz : 10 N/mm² Typen: Anzahl der Schichten: 3, 5 oder 7

7 7 Komplett in KLH Ausgeführt Projekt Goldene Stiege Mödling 2003 Verleimte Flächenelemente (Schälfurniere) Bau-Furniersperrholz ρ: 450 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 13 N/mm² bzw. 5 N/mm² Zul. σz PE: 5-8 N/mm² Verleimte Flächenelemente (Schälfurniere) Funierschichtenholz (LVL) ρ: 670 kg/m³ E : N/mm² Zul. σb: 4-20 N/mm² Verleimte Flächenelemente (Späne) Flachpressplatten (OSB - Oriented Strand Board) ρ: 650 kg/m³ E : N/mm² E : N/mm² Zul. σb: 5,8 N/mm² Zul. σz : 2,3 N/mm² Spanplatte - klebstofgebunden ρ: 650 kg/m³ E : N/mm² E : N/mm² Zul. σb: 4,5 N/mm² Zul. σz : 2,5 N/mm²

8 8 Verleimte Flächenelemente (Fasern) Poröse Faserplatten ρ: 250 kg/m³ Harte Faserplatten ρ: 850 kg/m³ E + : 4800 N/mm² Zul. σb: 8,0 N/mm² Zul. σz : 4,0 N/mm² Mitteldichte Faserplatten ρ: kg/m³ Zul. σb: 3,5 N/mm² E : 3700 N/mm² Zul. σz : 1,5 N/mm² Flächenelemente (mineralisch gebunden) SPÄNE Zementgebundene Flachpressplatten Gipsgebundene Gipsfaserplatten FASERN Gipskartonplatten HOLZWOLLE Holzwolle- Leichtbauplatten Holzbauträger / Schalungsträger Holzbauträger Trägerhöhen: mm Trägerlängen: bis 22m Schalungsträger Trägerhöhen: mm Trägerlängen: 6m (Standardlänge) bis 18m Kennwerte Holzwerkstoffe