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Dr. Herbert Borchert

LWF

Bayerische Landesanstalt
für Wald und Forstwirtschaft

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Artikel

Autor(en): Redaktion waldwissen.net – LWF
Redaktion: LWF, Deutschland
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Esche für tragende Verwendungen

Dachgebälk
Abb. 1: Bisher werden für tragende Teile oder Dachstühle in der Regel Nadelhölzer verwendet (Foto: U. Carthäuser, pixelio).

Bei der Suche nach neuen Verwendungsmöglichkeiten für Laubholz wurde auch das Holz der Esche nicht ausgelassen. Eine wichtige Voraussetzung, um Eschenholz für tragende Zwecke einsetzen zu können, sind entsprechende Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und deren Aufnahme in relevante Normen. Dazu wurden Festigkeitsprüfungen an visuell oder maschinell sortierten Schnitthölzern durchgeführt.

Versuchsmaterial

Das Versuchsmaterial wurde nach folgenden Anforderungen ausgewählt:

  • Die Holzqualität lag aus wirtschaftlichen Gründen unterhalb der üblichen Qualität für Schreinerware.
  • Die Holzqualität wies eine breite Streuung auf.

Das Stammholz (Stärkeklassen 2a bis 5) stammte aus regulären Durchforstungs- und Endnutzungsmaßnahmen. Es wurde im Sägewerk auf die Querschnittsmaße 50 x 100 mm2 und 50 x 150 mm2 eingeschnitten und technisch auf eine Feuchte von etwa 15 Prozent getrocknet. Der Längenzuschnitt erfolgte unmittelbar vor der Festigkeitsprüfung. Insgesamt standen 324 Prüfkörper zur Verfügung.

Sortierung

Die visuelle Sortierung von Laubschnittholz nach der Tragfähigkeit (Festigkeit) erfolgt in Deutschland nach DIN 4074-5. Darin werden die visuell erfassbaren Parameter aufgeführt, die die Festigkeit von Schnittholz beeinflussen können.

Die visuelle Sortierung von Eschenholz ist schwieriger als die von Nadelholz:

  • Äste sind schwieriger zu erkennen, insbesondere bei sägerauem Holz.
  • Der Verlauf der "wandernden Markröhre", die durch krummes Wachstum in der Jugendphase entsteht, und damit deren Vorhandensein im Schnittholz, ist schwer abzuschätzen.
  • Lokale Faserabweichungen sind schwierig zu bewerten.
Sortierergebnis
Tab. 1: Sortierergebnis der Prüfkörper nach DIN 4074-5 (Gesamtzahl der Prüfkörper = 324)

Für eine vergrößerte Ansicht bitte auf die Tabelle klicken.

 
Sortierklassen
Tab. 2: Sortierklassen nach DIN 4074 und zugehörige Festigkeitsklassen nach der europäischen Norm EN 338

Für eine vergrößerte Ansicht bitte auf die Tabelle klicken.

  • Globale Faserabweichungen (z.B. aufgrund von Drehwuchs) sind mit bloßem Auge nicht zuverlässig zu erkennen. Der an der Holzoberfläche sichtbare Verlauf der Fasern stimmt häufig nicht mit dem Verlauf im Inneren des Holzes überein.

Je geringer die Faserabweichung, desto höher ist im Allgemeinen die Festigkeit. Allerdings kann die Faserabweichung in der Sortierpraxis aufgrund der genannten Gründe nur schwer erkannt werden. Daher wurde dieses Merkmal nicht berücksichtigt und die ermittelten Werte für die Festigkeit liegen auf der sicheren Seite. Die Faserabweichung wurde nach der zerstörenden Prüfung am Bruchbild bestimmt.

Das Ergebnis der Sortierung ist in Tabelle 1 dargestellt. Besonders auffällig ist die Bedeutung der Sortierkriterien Ästigkeit, Markröhre und Faserabweichung.

Ästigkeit: Deren Bedeutung wurde bereits direkt nach dem Einschnitt deutlich. Viele Schnitthölzer wurden schon während der Vorsortierung wegen zu großer Äste sofort als Ausschuss klassifiziert und damit nicht in weitere Untersuchungen einbezogen.

Markröhre: Wegen ihres krummen Verlaufs im Stamm war sie nach dem Einschnitt in vielen Hölzern enthalten und führte zu hohen Ausschuss-Anteilen.

Faserabweichung: Eine Berücksichtigung der Faserabweichung würde viele Prüfkörper abwerten. Die Ausbeute insbesondere in der besten Sortierklasse LS13 sinkt erheblich (Tab. 1).

Konstruktionsholz auf höchstem Niveau

Die Festigkeit des sortierten Eschenholzes wurde nach europäischen Normen im Vierpunkt-Biegeversuch ermittelt. Die Hölzer wurden dabei hochkant geprüft, der visuell offensichtlich schwächste Querschnitt befand sich im Bereich zwischen den Lasteinleitungspunkten.

Aufgrund der zu geringen Anzahl der Prüfkörper in den Sortierklassen LS7 und LS10 wurde das Gesamtkollektiv in die Sortierklassen LS13 und "LS10 und besser" (LS10+) unterteilt.

Die Ergebnisse zeigen, dass visuell sortiertes Eschenholz der beiden Sortierklassen der Festigkeitsklasse D40 zugeordnet werden kann (Tab. 2). Vermutlich kann das Holz der Sortierklasse LS13 sogar die Festigkeitsklasse D50 erreichen. Dahingehend wären aber noch weitere Untersuchungen notwendig. Insgesamt weist Eschenholz eine um 33 Prozent höhere Festigkeit als visuell sortiertes Schnittholz von Fichte und Kiefer in der höchsten Sortierklasse S13 auf. Im Vergleich mit Buchenholz liegen die Werte auf gleichem bzw. sogar auf höherem Niveau (Tab. 2).

Das belegt, dass Eschenholz ein hohes Potential für eine Verwendung in hoch beanspruchten Bauteilen hat. Aufgrund der höheren Festigkeit lassen sich die Querschnitte reduzieren und somit schlankere Konstruktionen ermöglichen. Eine noch bessere Ausnutzung der Festigkeitseigenschaften wäre mit Hilfe einer maschinellen Sortierung von Eschenholz möglich. Vor dem Einsatz solchen Holzes in Bauteilen mit besonders hohen Anforderungen an die Festigkeit besteht allerdings noch Forschungsbedarf.

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