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Physikalische und chemische Eigenschaften von Druck- und Gegenholz der Fichte

Quelle: Forstarchiv 83; 3, 115-125 (2012)
Autor(en): KRACKLER V, URIBE MT, NIEMZ P

Kurzfassung: An in Normalklima (20 °C, 65 % relative Luftfeuchte) konditionierten druckholzhaltigen Fichtenproben (Picea abies [L.] Karst.) wurden Untersuchungen zu physikalischen und chemischen Eigenschaften durchgeführt. Ferner wurden das dem Druckholz auf dem Stammquerschnitt gegenüberliegende („Gegenholz“) sowie das seitlich liegende Holz („Neutralholz“) einbezogen. Die physikalischen Untersuchungen beinhalten die Ermittlung der differenziellen Quellung, Sorption, Wasseraufnahme, Zugfestigkeit, Bruchschlagarbeit und Biegefestigkeit. Neben den Verfahren für Bruchschlagarbeit und Biegefestigkeit nach DIN 52189 bzw. DIN 52186 wurden diese Festigkeiten ebenso an kleinen Proben (15 x 10 x 4 mm) mithilfe eines Dynstat-Gerätes nach DIN 53435 bestimmt. Lignin-, Cellulose- und Extraktstoffgehalt waren Inhalt der chemischen Analyse. Ergänzend wurden ausgewählte elektronenmikroskopische Aufnahmen angefertigt. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass es sich bei dem gewählten Probenmaterial um mildes Druckholz handelte; die aus der Literatur bekannten Aussagen konnten allerdings dennoch bestätigt werden. Die druckholzhaltigen Proben erfuhren gegenüber dem neutralen Holz eine Minderung der Bruchschlagarbeit (-26 %), Zugfestigkeit (-8 %), radialen/tangentialen Quellung (-5/-17 %) sowie des Cellulosegehaltes (-4 %). Die Biegefestigkeit blieb annähernd gleich, allerdings sank der Biege-E-Modul (-4,5 %). Weiterhin ist eine Zunahme der Rohdichte (+14 %), des Ligninanteils (+3 %) sowie der Quellung in longitudinale Richtung (+46 %) zu verzeichnen. Die Proben des Gegenholzes wiesen eine Erhöhung der Biegefestigkeit (+8 %), Bruchschlagarbeit (+5 %) sowie longitudinalen und tangentialen Wasseraufnahme (+8/+24 %) auf. Sorptionsverhalten und chemische Zusammensetzung sind ähnlich dem neutralen Holz. Die Werte aus dem Dynstat-Versuch sind durchgängig geringer, eine identische Tendenz wie bei den großen Proben konnte jedoch nur bei der Bruchschlagarbeit nachgewiesen werden. Die Proben zur Biegefestigkeit zeigen ein gegensätzliches Verhalten, was zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht eindeutig erklärt werden kann. Vermutet wird der Einfluss des Größeneffektes in Verbindung mit den anatomischen Strukturänderungen des Druck- und Gegenholzes sowie dessen Variabilität.


Physical and chemical investigations on compression and opposite wood of Norway spruce

Abstract: Studies on physical and chemical properties on conditioned wood samples of spruce (Picea abies [L.] Karst.) containing compression wood were conducted at normal climate (20 °C, 65% RH). Furthermore, opposite wood and side wood (neutral wood) was included. The physical tests involved the analysis of differential swelling, sorption, water absorption, tensile strength, impact bending strength and bending strength. In addition to determining the impact bending strength and bending strength, according to DIN 52189 and DIN52186, these methods were also applied on small samples (15 x 10 x 4 mm) according to DIN 53435 using a Dynstat-apparatus. Lignin, cellulose and extractives content were parts of the chemical analysis. In addition, selected electron microscopic recordings were made. The results confirm that a mild form of compression occurred, which was also confirmed with statements from literature. Compared to neutral wood compression wood shows a reduction of impact bending strength (-26%), tensile strength (-8%), radial/tangential swelling (-5/-17%) as well as cellulose content (-4%). The bending strength remained approximately the same, but the Young’s modulus (-4.5%) decreased. Furthermore, an increase of raw density (+14%), lignin content (+3%) and swelling in longitudinal direction (+46 %) was observed. The samples of opposite wood experienced an increase in bending strength (+8%), impact bending strength (+5%) as well as longitudinal and tangential water uptake (+8%/+24%). Sorption and chemical compositions are similar to neutral wood. The values from the Dynstat-tests were consistently lower; an identical trend like the large sample could be only detected for impact bending strength. The samples of bending strength showed an oppositional behavior, which at present cannot be conclusively explained. It is supposed that the size, in conjunction with changes in anatomical structure and its variability, influences the properties of compression and opposite wood.

© DLV München

 

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