Abb. 1 - Haus mit Fassade aus thermisch vergütetem Holz, zwei Jahre nach Erstellung. Foto: Balz Holz AG
Abb. 2 - Einsatz von wärmebehandeltem Nadelholz im Innenausbau. Foto: Balz Holz AG
Die Grundlagen der thermischen Vergütung wurden schon vor Jahrzehnten entwickelt. Erste Arbeiten führe Stamm bereits 1937 in den USA durch. In den 70er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts kamen zahlreiche Forschungsarbeiten hinzu. Speziell zu nennen ist Burmester (1973, 1975), der das Feuchte-Wärme-Druckverfahren (FWD) zur Dimensionsstabilisierung von Spanplatten entwickelte.
Bei der thermischen Behandlung (Temperaturen zwischen 170 bis 250 °C) wird die Farbe des Holzes deutlich dunkler. Gleichgewichtsfeuchte und Quellung sinken und die mechanischen Eigenschaften verschlechtern sich, während die Pilzresistenz steigt. Je intensiver die Behandlung ist, desto dunkler wird das Holz.
Die thermische Vergütung verändert die Holzstruktur auf chemischer Ebene, was je nach Behandlungsparametern verschieden stark ausgeprägte Änderungen der physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften des Holzes bewirkt. Insbesondere wird der Anteil an Hemicelluose deutlich reduziert.
Die thermische Modifizierung wird heute sowohl zur Verbesserung der Pilzresistenz als auch zur Farbänderung eingesetzt, um die derzeit gefragten dunklen Farbtöne zu erzielen. Dunkle Farbtöne sind bei den heimischen Holzarten kaum vorhanden. Haupteinsatzgebiete von thermisch behandeltem Laubholz sind Parkett und Möbel. Auch das Dämpfen (Temperatur ca. 100 °C, hohe Feuchtigkeit) dient dazu, eine andere und homogenere Farbe zu erreichen. Bekanntes Beispiel ist gedämpfte Rotbuche.
Folgende zwei Artikel berichten über die Eigenschaften von industriell in einem so genannten "Autoklav" unter Einwirkung von Wärme und Druck wärmebehandeltem Holz:
Bei der thermischen Vergütung (Temperaturen zwischen 170 bis 250 °C) verändern sich neben der Farbe des Holzes auch andere Holzeigenschaften wie Quellverhalten oder Festigkeit. Beim Dämpfen (Temperatur ca. 100 °C, hohe Feuchtigkeit) geht's hingegen hauptsächlich um den Farbeffekt, sonst ändert sich praktisch nichts am Holz.
Kurze Zusammenfassung
Laubholz
Durch die Wärmebehandlung kommt es zu deutlichen Eigenschaftsänderungen. Die Farbe wird mit zunehmender Behandlungsintensität dunkler, vorhandene Unterschiede im Farbkern bei Buche und Esche gleichen sich an. Dies führt zu einer erheblichen Wertschöpfung. Die Gleichgewichtsfeuchte und die Quellung sinken mit steigender Behandlungsintensität auf bis zur Hälfte des unbehandelten Holzes. Der E-Modus sinkt leicht, die Festigkeit stark. Die Tendenz war bezüglich des E-Moduls und der Festigkeit nicht immer einheitlich. Hier kam es offensichtlich teilweise zu einer Überlagerung der Materialeigenschaften des unbehandelten Holzes. Es konnten nicht immer im Stamm exakt nebeneinander liegende Proben verwendet werden. Der pH-Wert des Holzes sinkt durch die Wärmebehandlung ab. Letzteres korreliert mit dem Rückgang der Gleichgewichtsfeuchte.
Nadelholz
Durch die thermische Behandlung wird das untersuchte Nadelholz deutlich dunkler. Die Farbe kann über die Intensität der Behandlung (Druck, Temperatur, Zeit, Sauerstoffgehalt) in einem weiten Bereich variiert werden. Zwischen Kern und Splintholz wird weitgehend eine Farbgleichheit erreicht. Die Gleichgewichtsfeuchte und die Quellung sinken um 50 bis 60% der des unbehandelten Holzes. Die Schallgeschwindigkeit zeigt keine klare Tendenz. Der E-Modul sinkt mit zunehmender Behandlungsintensität ab. Die Biegefestigkeit wird deutlich reduziert, der Abfall ist aber geringer als bei Laubholz. Der pH-Wert sinkt durch die Wärmebehandlung ab, der Anteil an Hemizellulose sinkt deutlich, der Zelluloseanteil bleibt konstant.
Thermisch modifiziertes Buchenholz.
Thermisch modifiziertes Eschenholz.
