GCB Kunstlexikon
HOLZ
Harte, feste Substanz, aus der die Stämme, Äste und Wurzeln von Bäumen und anderen Holzgewächsen bestehen. Holz dient seit Tausenden von Jahren als Brennstoff und Baumaterial. In diesem Beitrag werden nur die Teile des Holzes besprochen, die kommerzielle Bedeutung haben.
Maserung und Struktur
Die typischen Muster, Maserung genannt, die man bei allen Holzarten findet, sind auf die Struktur des Holzes zurückzuführen. Einen wesentlichen Bestandteil des Holzstammes bilden feine Gefäße (Tracheiden) oder größere Röhren (Tracheen). Beide dienen zum Transport von Wasser und der darin gelösten Nährsalze zu den Wurzeln und Blättern. Wird das Holz parallel zur Achse des Stammes geschnitten, erhält man normalerweise geradfaseriges Bauholz. Bei manchen Bäumen verlaufen die Gefäße jedoch spiralförmig, d.h., sie drehen sich schraubenartig nach oben. Solche Bäume liefern Holz quer zur Faserrichtung, das man auch erhält, wenn man Bäume mit normalem Gefäßverlauf nicht parallel zur Achse des Stammes schneidet.
Viele Holzarten haben Jahresringe. Der einzige Teil des Stammes, der für das Dickenwachstum verantwortlich ist, ist das Kambium, eine dünne Schicht, die den Stamm vollständig umgibt. Bei Bäumen in der gemäßigten Klimazone bildet das Kambium im Frühling und Sommer neues Holz, und bei den meisten Bäumen ist das Frühholz weitporiger und deshalb farblich heller als das dünnporige, dickwandige Spätholz, das später in der gleichen Saison gebildet wird. So wächst der Stamm jedes Jahr um einen neuen Jahresring in die Breite, der durch die scharfe Trennlinie zwischen Spätholz des alten Jahres und Frühholz des neuen Jahres begrenzt wird. Bei tropischen Hölzern, die unter ganzjährig gleichmäßigen Bedingungen entstehen, gibt es dagegen keine Jahresringe.
Zwar ist die dünne Kambiumschicht der einzige Teil des Baumes, der lebendig ist – in dem Sinne, dass er am aktiven Wachstum beteiligt ist -, aber lebende Zellen sind auch zwischen den Xylemzellen des Splintholzes verstreut. Wenn die Bäume jedoch älter werden, stirbt der innere Kern des Stammes vollständig ab. Die Gänge werden mit Harzen, Gerbsäuren oder Kieselsäuren ausgefüllt. Bei anderen Baumarten unterbleibt dagegen die Verkernung, sie werden daher im Alter oft im Innern hohl. Diesen Mittelteil des Stammes nennt man Kernholz. Die Veränderungen im Inneren werden begleitet von Farbveränderungen, die typisch für die Baumart sind, so dass das Kernholz in der Regel dunkler oder anders gefärbt ist als das Splintholz.
Einteilung
Hölzer werden allgemein in Weich- und Harthölzer unterteilt. Unter Weichholzbäumen versteht man solche Baumarten, die kein Kernholz ausbilden, sondern nur über das weichere Splintholz verfügen. Beispiele sind Birke, Erle, Ahorn und Weide. Harthölzer verfügen dagegen über zentrales Kernholz, besonders viele Holzfasern mit dicken Wänden und engen Gefäßen; sie sind daher deutlich stabiler und widerstandsfähiger. Beispiele sind Eiche, Buchsbaum, Lärche, Mahagoni, Teakholz oder Ebenholz. Von Reifholzarten spricht man, wenn der Kern beim Altern abstirbt, ohne dass es zur Verkernung kommt, wie etwa bei Fichte, Tanne oder Linde. Im Allgemeinen wird Hartholz für Möbel und für hochwertige Fußbodenbeläge verwendet.
Holzknoten sind Stellen im Stamm, an denen sich der Ansatz eines Zweiges in den Holzkörper eingebettet hat. Wird dieses Holz in Bretter zersägt, erscheint der Holzknoten als eine fast runde Unregelmäßigkeit in der Maserung. Dort, wo der Zweig innerhalb des Stammes seinen Ansatz hat, bilden die Ringe des Holzknotens mit der Maserung des Holzes eine Einheit. Es entsteht ein verwachsener Holzknoten. Weiter zur Oberfläche hin ist die Maserung des Stammes um den Holzknoten herumgewachsen, was zu einem eingewachsenen Holzknoten führt.
Während der Trocknung verwerfen sich die Holzknoten schneller als das restliche Holz. So kann ein eingewachsener Holzknoten ganz aus dem Brett herausfallen, wobei ein Astloch entsteht. Ein verwachsener Holzknoten kann nicht herausfallen, aber das Holz um den Knoten herum wird durch die ungleichmäßige Verwerfung verformt, und das Brett kann sogar stärker geschwächt werden als durch ein Astloch. Bei Bauholz ist das Vorhandensein von Holzknoten generell unerwünscht, einmal abgesehen von ihren Auswirkungen auf die Stabilität des Holzes. In einigen Fällen jedoch sind das Wurzelholz der Fichte und ähnliche Bauholzsorten wegen der Muster in den Maserungen, die durch die Holzknoten erzeugt werden, für die Vertäfelung von Innenräumen erwünscht.
Das Aussehen des Holzes ist eine der wichtigsten Eigenschaften, wenn das Holz für den Einsatz in Innenräumen, z.B. für Möbel oder Vertäfelungen, vorgesehen ist. Einige Holzarten, z.B. die Walnuss, haben eine gerade, parallel angeordnete Maserung, die sie, wenn sie mit dunklen, attraktiven Farben und großer Festigkeit einhergehen, äußerst begehrt für Furniere machen. Unregelmäßigkeiten in der Maserung können attraktive Muster ergeben, oder man kann Bauholz bewusst aus Gabelholz schneiden, um krummfaserige, ineinander greifende Muster zu bekommen. Viele Furniere werden hergestellt, indem man eine dünne Schicht rund um den Stamm abschält, so dass das Messer nur in größeren Abständen durch die Jahresringmarkierungen hindurchgeht, wodurch die großen, unregelmäßigen Muster entstehen, die für viele Sperrhölzer typisch sind.
Physikalische Eigenschaften
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Holz sind Festigkeit, Härte, Steifigkeit und Dichte. Die Dichte ist im Allgemeinen ein Anzeichen für die mechanischen Eigenschaften, insofern, dass dichte Hölzer normalerweise hart und fest sind (Eisenholz). Der Begriff Festigkeit vereint im Grunde genommen eine Reihe von ganz unterschiedlichen Eigenschaftsarten. Ein Holz mit einer hohen Festigkeit muss bei den anderen Eigenschaften nicht unbedingt hohe Werte aufweisen. Mehr noch, die Festigkeit ändert sich mit dem Grad der Trocknung. Holz ist außerdem immer viel fester, wenn es entlang des Stammes anstatt quer zum Stamm geschnitten wird. Aus diesem Grund werden Bretter oder Pfähle in Längsrichtung geschnitten. Holz verfügt über eine hohe Druckfestigkeit. In einigen Fällen ist diese im Vergleich zum Gewicht höher als bei Stahl. Es verfügt nur über eine geringe Zugfestigkeit und eine mäßige Schubfestigkeit.
Für Fundamente und die Hauptstützen von Gebäuden ist eine hohe Druckfestigkeit erforderlich. Biegefestigkeit ist für die meisten hölzernen Bauteile, einschließlich Querbalken, Gerippe und Träger aller Art, von wesentlicher Bedeutung. Die meisten Hölzer, die normalerweise für hohe Biegefestigkeit eingesetzt werden, verfügen über eine hohe Druckfestigkeit und umgekehrt. Eichenholz hat beispielsweise eine hohe Biegefestigkeit, aber nur eine verhältnismäßig geringe Druckfestigkeit, während Redwood genau umgekehrt eine hohe Druckfestigkeit und eine verhältnismäßig geringe Biegefestigkeit aufweist.
Schlagfestigkeit ist ein Maß für Festigkeit gegen Stoß- und Dauerbeanspruchung. Über eine herausragende Schlagfestigkeit verfügen Hickory- und Eschenholz.
Weitere weniger wichtige mechanische Eigenschaften können bei bestimmten Verwendungszwecken von entscheidender Bedeutung sein. So machen z.B. die Elastizität und Resonanz von Fichtenholz es zu einem geeigneten Material für den Resonanzboden eines guten Klaviers.
Haltbarkeit
Holz ist von Natur aus eine sehr haltbare Substanz. Wird es nicht von lebenden Organismen befallen, kann es mitunter Jahrhunderte halten. Man hat von den alten Römern verwendete Holzstücke praktisch in ihrem ursprünglichen Zustand gefunden, wenn ein Zusammenspiel von Umständen sie vor Befall geschützt hatte. Die wichtigsten Organismen, die Holz befallen, sind die Pilze, die die so genannte Trockenfäule verursachen. Sie tritt eigentlich nur auf, wenn das Holz feucht ist. Anfällig für diese Art Fäule ist besonders das Splintholz aller Bäume. Das Kernholz einiger Arten ist von Natur aus gegen diese Pilze beständig, da es durch Gerbstoffe und andere antibiotisch wirkende Substanzen geschützt ist. Äußerst haltbare Hölzer sind beispielsweise Walnuss, Redwood, Zedernholz, Mahagoni und Teakholz. Andere Holzarten sind gegen verschiedene Befallsarten beständig. Besonders beständig gegen den Befall durch Schädlinge aus dem Meer (z.B. Schiffsbohrwurm, Bohrmuschel) sind Greenheart und Teakholz. Deshalb werden sie oft bei Kaianlagen für den Bau unter Wasser eingesetzt. Eine Reihe von Holzarten ist verhältnismäßig beständig gegen Termiten, u.a. Redwood, Schwarznussbaum und Mahagoni. In den meisten dieser Fälle geht von den Hölzern ein Duft aus, und die Beständigkeit ist wahrscheinlich auf Harze und ähnliche Substanzen zurückzuführen.
Für die Konservierung von Holz gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Schon seit langem zählt beispielsweise die Imprägnierung mit Teerölen zu den wichtigsten Behandlungsmethoden. Sie ist immer noch eine der besten, obwohl eine Reihe neuerer Chemikalien, namentlich verschiedene, die Kupfermischungen enthalten, für den gleichen Zweck eingeführt wurden. Mit geeigneten Oberflächenbeschichtungen kann Holz vor Verwitterung geschützt werden. Diese werden beispielsweise mit Pinseln, Sprays oder im Tauchverfahren aufgetragen. Mit Oberflächenbehandlungen wird jedoch nur eine geringe Durchdringung erzielt. Deshalb verhindern sie nicht den Verfall bei Befall durch pflanzliche oder tierische Holzschädlinge.
Trocknung
Frisch geschlagenes Holz enthält beträchtliche Wassermengen, die ein Drittel bis die Hälfte des Gesamtgewichts ausmachen können. Zusätzlich erfolgt die Trocknung des Holzes aus einer Reihe weiterer Gründe. Getrocknetes Holz ist weitaus beständiger gegen Verfall als frisches Holz und außerdem viel leichter und deshalb billiger zu transportieren. Als Brennstoff hat trockenes Holz natürlich einen höheren Heizwert, und, was am wichtigsten ist, das Holz verändert während der Trocknung seine Form. Diese Veränderung sollte abgeschlossen sein, bevor das Holz weiterverarbeitet wird.Holz wird normalerweise einer Lufttrocknung oder einer Kammertrocknung unterzogen. Die Lufttrocknung dauert mehrere Monate, während die Kammertrocknung nur wenige Tage benötigt. In beiden Fällen muss das Holz sorgfältig gestapelt werden, um Verwerfungen zu verhindern, und der Trocknungsverlauf muss genau überwacht werden.
Verarbeitetes Holz
So genanntes Sperrholz besteht aus mehreren Schichten oder Lagen Holz (mindestens drei), die mit einem Leim oder Kunstharzleimen (siehe Klebstoffe) durchgängig miteinander verklebt sind. Gelegt werden die Schichten so, dass die Fasern in verschiedene Richtungen zeigen – meist um 90Grad versetzt. Dadurch ist die fertige Platte in alle Richtungen gleich fest und verzugsbeständig. In manchen Fällen verwendet man feuchtigkeitsbeständige Leime. Auf diese Weise macht man Sperrholz im Prinzip genauso haltbar wie das Holz, aus dem es hergestellt wurde. Ein ähnliches Erzeugnis sind so genannte Holzspanplatten. Bei diesen werden Holzspäne mit einem Kunstharz heiß zusammengepresst. Durch die Beschaffenheit der Späne sowie die Mengen an Kunstharz lassen sich die Eigenschaften des Produkts entscheidend beeinflussen.
Nur die äußeren Schichten des Sperrholzes müssen Härte und ein gutes Aussehen aufweisen, die inneren Schichten liefern die Stabilität. Bei furniertem Holz ist nur eine Seite des Sperrholzes eine Schicht von hoher Qualität. Solche furnierten Hölzer werden z.B. für die Herstellung von Schränken verwendet, bei denen die Innenseite nicht sichtbar ist. Heutzutage nutzt man allgemein schöne und teure Holzarten, wie z.B. Mahagoni, Akazienholz, Ebenholz und Zebraholz als Furniere für Sperrholz.
HOLZ
Harte, feste Substanz, aus der die Stämme, Äste und Wurzeln von Bäumen und anderen Holzgewächsen bestehen. Holz dient seit Tausenden von Jahren als Brennstoff und Baumaterial. In diesem Beitrag werden nur die Teile des Holzes besprochen, die kommerzielle Bedeutung haben.
Maserung und Struktur
Die typischen Muster, Maserung genannt, die man bei allen Holzarten findet, sind auf die Struktur des Holzes zurückzuführen. Einen wesentlichen Bestandteil des Holzstammes bilden feine Gefäße (Tracheiden) oder größere Röhren (Tracheen). Beide dienen zum Transport von Wasser und der darin gelösten Nährsalze zu den Wurzeln und Blättern. Wird das Holz parallel zur Achse des Stammes geschnitten, erhält man normalerweise geradfaseriges Bauholz. Bei manchen Bäumen verlaufen die Gefäße jedoch spiralförmig, d.h., sie drehen sich schraubenartig nach oben. Solche Bäume liefern Holz quer zur Faserrichtung, das man auch erhält, wenn man Bäume mit normalem Gefäßverlauf nicht parallel zur Achse des Stammes schneidet.
Viele Holzarten haben Jahresringe. Der einzige Teil des Stammes, der für das Dickenwachstum verantwortlich ist, ist das Kambium, eine dünne Schicht, die den Stamm vollständig umgibt. Bei Bäumen in der gemäßigten Klimazone bildet das Kambium im Frühling und Sommer neues Holz, und bei den meisten Bäumen ist das Frühholz weitporiger und deshalb farblich heller als das dünnporige, dickwandige Spätholz, das später in der gleichen Saison gebildet wird. So wächst der Stamm jedes Jahr um einen neuen Jahresring in die Breite, der durch die scharfe Trennlinie zwischen Spätholz des alten Jahres und Frühholz des neuen Jahres begrenzt wird. Bei tropischen Hölzern, die unter ganzjährig gleichmäßigen Bedingungen entstehen, gibt es dagegen keine Jahresringe.
Zwar ist die dünne Kambiumschicht der einzige Teil des Baumes, der lebendig ist – in dem Sinne, dass er am aktiven Wachstum beteiligt ist -, aber lebende Zellen sind auch zwischen den Xylemzellen des Splintholzes verstreut. Wenn die Bäume jedoch älter werden, stirbt der innere Kern des Stammes vollständig ab. Die Gänge werden mit Harzen, Gerbsäuren oder Kieselsäuren ausgefüllt. Bei anderen Baumarten unterbleibt dagegen die Verkernung, sie werden daher im Alter oft im Innern hohl. Diesen Mittelteil des Stammes nennt man Kernholz. Die Veränderungen im Inneren werden begleitet von Farbveränderungen, die typisch für die Baumart sind, so dass das Kernholz in der Regel dunkler oder anders gefärbt ist als das Splintholz.
Einteilung
Hölzer werden allgemein in Weich- und Harthölzer unterteilt. Unter Weichholzbäumen versteht man solche Baumarten, die kein Kernholz ausbilden, sondern nur über das weichere Splintholz verfügen. Beispiele sind Birke, Erle, Ahorn und Weide. Harthölzer verfügen dagegen über zentrales Kernholz, besonders viele Holzfasern mit dicken Wänden und engen Gefäßen; sie sind daher deutlich stabiler und widerstandsfähiger. Beispiele sind Eiche, Buchsbaum, Lärche, Mahagoni, Teakholz oder Ebenholz. Von Reifholzarten spricht man, wenn der Kern beim Altern abstirbt, ohne dass es zur Verkernung kommt, wie etwa bei Fichte, Tanne oder Linde. Im Allgemeinen wird Hartholz für Möbel und für hochwertige Fußbodenbeläge verwendet.
Holzknoten sind Stellen im Stamm, an denen sich der Ansatz eines Zweiges in den Holzkörper eingebettet hat. Wird dieses Holz in Bretter zersägt, erscheint der Holzknoten als eine fast runde Unregelmäßigkeit in der Maserung. Dort, wo der Zweig innerhalb des Stammes seinen Ansatz hat, bilden die Ringe des Holzknotens mit der Maserung des Holzes eine Einheit. Es entsteht ein verwachsener Holzknoten. Weiter zur Oberfläche hin ist die Maserung des Stammes um den Holzknoten herumgewachsen, was zu einem eingewachsenen Holzknoten führt.
Während der Trocknung verwerfen sich die Holzknoten schneller als das restliche Holz. So kann ein eingewachsener Holzknoten ganz aus dem Brett herausfallen, wobei ein Astloch entsteht. Ein verwachsener Holzknoten kann nicht herausfallen, aber das Holz um den Knoten herum wird durch die ungleichmäßige Verwerfung verformt, und das Brett kann sogar stärker geschwächt werden als durch ein Astloch. Bei Bauholz ist das Vorhandensein von Holzknoten generell unerwünscht, einmal abgesehen von ihren Auswirkungen auf die Stabilität des Holzes. In einigen Fällen jedoch sind das Wurzelholz der Fichte und ähnliche Bauholzsorten wegen der Muster in den Maserungen, die durch die Holzknoten erzeugt werden, für die Vertäfelung von Innenräumen erwünscht.
Das Aussehen des Holzes ist eine der wichtigsten Eigenschaften, wenn das Holz für den Einsatz in Innenräumen, z.B. für Möbel oder Vertäfelungen, vorgesehen ist. Einige Holzarten, z.B. die Walnuss, haben eine gerade, parallel angeordnete Maserung, die sie, wenn sie mit dunklen, attraktiven Farben und großer Festigkeit einhergehen, äußerst begehrt für Furniere machen. Unregelmäßigkeiten in der Maserung können attraktive Muster ergeben, oder man kann Bauholz bewusst aus Gabelholz schneiden, um krummfaserige, ineinander greifende Muster zu bekommen. Viele Furniere werden hergestellt, indem man eine dünne Schicht rund um den Stamm abschält, so dass das Messer nur in größeren Abständen durch die Jahresringmarkierungen hindurchgeht, wodurch die großen, unregelmäßigen Muster entstehen, die für viele Sperrhölzer typisch sind.
Physikalische Eigenschaften
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Holz sind Festigkeit, Härte, Steifigkeit und Dichte. Die Dichte ist im Allgemeinen ein Anzeichen für die mechanischen Eigenschaften, insofern, dass dichte Hölzer normalerweise hart und fest sind (Eisenholz). Der Begriff Festigkeit vereint im Grunde genommen eine Reihe von ganz unterschiedlichen Eigenschaftsarten. Ein Holz mit einer hohen Festigkeit muss bei den anderen Eigenschaften nicht unbedingt hohe Werte aufweisen. Mehr noch, die Festigkeit ändert sich mit dem Grad der Trocknung. Holz ist außerdem immer viel fester, wenn es entlang des Stammes anstatt quer zum Stamm geschnitten wird. Aus diesem Grund werden Bretter oder Pfähle in Längsrichtung geschnitten. Holz verfügt über eine hohe Druckfestigkeit. In einigen Fällen ist diese im Vergleich zum Gewicht höher als bei Stahl. Es verfügt nur über eine geringe Zugfestigkeit und eine mäßige Schubfestigkeit.
Für Fundamente und die Hauptstützen von Gebäuden ist eine hohe Druckfestigkeit erforderlich. Biegefestigkeit ist für die meisten hölzernen Bauteile, einschließlich Querbalken, Gerippe und Träger aller Art, von wesentlicher Bedeutung. Die meisten Hölzer, die normalerweise für hohe Biegefestigkeit eingesetzt werden, verfügen über eine hohe Druckfestigkeit und umgekehrt. Eichenholz hat beispielsweise eine hohe Biegefestigkeit, aber nur eine verhältnismäßig geringe Druckfestigkeit, während Redwood genau umgekehrt eine hohe Druckfestigkeit und eine verhältnismäßig geringe Biegefestigkeit aufweist.
Schlagfestigkeit ist ein Maß für Festigkeit gegen Stoß- und Dauerbeanspruchung. Über eine herausragende Schlagfestigkeit verfügen Hickory- und Eschenholz.
Weitere weniger wichtige mechanische Eigenschaften können bei bestimmten Verwendungszwecken von entscheidender Bedeutung sein. So machen z.B. die Elastizität und Resonanz von Fichtenholz es zu einem geeigneten Material für den Resonanzboden eines guten Klaviers.
Haltbarkeit
Holz ist von Natur aus eine sehr haltbare Substanz. Wird es nicht von lebenden Organismen befallen, kann es mitunter Jahrhunderte halten. Man hat von den alten Römern verwendete Holzstücke praktisch in ihrem ursprünglichen Zustand gefunden, wenn ein Zusammenspiel von Umständen sie vor Befall geschützt hatte. Die wichtigsten Organismen, die Holz befallen, sind die Pilze, die die so genannte Trockenfäule verursachen. Sie tritt eigentlich nur auf, wenn das Holz feucht ist. Anfällig für diese Art Fäule ist besonders das Splintholz aller Bäume. Das Kernholz einiger Arten ist von Natur aus gegen diese Pilze beständig, da es durch Gerbstoffe und andere antibiotisch wirkende Substanzen geschützt ist. Äußerst haltbare Hölzer sind beispielsweise Walnuss, Redwood, Zedernholz, Mahagoni und Teakholz. Andere Holzarten sind gegen verschiedene Befallsarten beständig. Besonders beständig gegen den Befall durch Schädlinge aus dem Meer (z.B. Schiffsbohrwurm, Bohrmuschel) sind Greenheart und Teakholz. Deshalb werden sie oft bei Kaianlagen für den Bau unter Wasser eingesetzt. Eine Reihe von Holzarten ist verhältnismäßig beständig gegen Termiten, u.a. Redwood, Schwarznussbaum und Mahagoni. In den meisten dieser Fälle geht von den Hölzern ein Duft aus, und die Beständigkeit ist wahrscheinlich auf Harze und ähnliche Substanzen zurückzuführen.
Für die Konservierung von Holz gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Schon seit langem zählt beispielsweise die Imprägnierung mit Teerölen zu den wichtigsten Behandlungsmethoden. Sie ist immer noch eine der besten, obwohl eine Reihe neuerer Chemikalien, namentlich verschiedene, die Kupfermischungen enthalten, für den gleichen Zweck eingeführt wurden. Mit geeigneten Oberflächenbeschichtungen kann Holz vor Verwitterung geschützt werden. Diese werden beispielsweise mit Pinseln, Sprays oder im Tauchverfahren aufgetragen. Mit Oberflächenbehandlungen wird jedoch nur eine geringe Durchdringung erzielt. Deshalb verhindern sie nicht den Verfall bei Befall durch pflanzliche oder tierische Holzschädlinge.
Trocknung
Frisch geschlagenes Holz enthält beträchtliche Wassermengen, die ein Drittel bis die Hälfte des Gesamtgewichts ausmachen können. Zusätzlich erfolgt die Trocknung des Holzes aus einer Reihe weiterer Gründe. Getrocknetes Holz ist weitaus beständiger gegen Verfall als frisches Holz und außerdem viel leichter und deshalb billiger zu transportieren. Als Brennstoff hat trockenes Holz natürlich einen höheren Heizwert, und, was am wichtigsten ist, das Holz verändert während der Trocknung seine Form. Diese Veränderung sollte abgeschlossen sein, bevor das Holz weiterverarbeitet wird.Holz wird normalerweise einer Lufttrocknung oder einer Kammertrocknung unterzogen. Die Lufttrocknung dauert mehrere Monate, während die Kammertrocknung nur wenige Tage benötigt. In beiden Fällen muss das Holz sorgfältig gestapelt werden, um Verwerfungen zu verhindern, und der Trocknungsverlauf muss genau überwacht werden.
Verarbeitetes Holz
So genanntes Sperrholz besteht aus mehreren Schichten oder Lagen Holz (mindestens drei), die mit einem Leim oder Kunstharzleimen (siehe Klebstoffe) durchgängig miteinander verklebt sind. Gelegt werden die Schichten so, dass die Fasern in verschiedene Richtungen zeigen – meist um 90Grad versetzt. Dadurch ist die fertige Platte in alle Richtungen gleich fest und verzugsbeständig. In manchen Fällen verwendet man feuchtigkeitsbeständige Leime. Auf diese Weise macht man Sperrholz im Prinzip genauso haltbar wie das Holz, aus dem es hergestellt wurde. Ein ähnliches Erzeugnis sind so genannte Holzspanplatten. Bei diesen werden Holzspäne mit einem Kunstharz heiß zusammengepresst. Durch die Beschaffenheit der Späne sowie die Mengen an Kunstharz lassen sich die Eigenschaften des Produkts entscheidend beeinflussen.
Nur die äußeren Schichten des Sperrholzes müssen Härte und ein gutes Aussehen aufweisen, die inneren Schichten liefern die Stabilität. Bei furniertem Holz ist nur eine Seite des Sperrholzes eine Schicht von hoher Qualität. Solche furnierten Hölzer werden z.B. für die Herstellung von Schränken verwendet, bei denen die Innenseite nicht sichtbar ist. Heutzutage nutzt man allgemein schöne und teure Holzarten, wie z.B. Mahagoni, Akazienholz, Ebenholz und Zebraholz als Furniere für Sperrholz.
HOLZ
Harte, feste Substanz, aus der die Stämme, Äste und Wurzeln von Bäumen und anderen Holzgewächsen bestehen. Holz dient seit Tausenden von Jahren als Brennstoff und Baumaterial. In diesem Beitrag werden nur die Teile des Holzes besprochen, die kommerzielle Bedeutung haben.
Maserung und Struktur
Die typischen Muster, Maserung genannt, die man bei allen Holzarten findet, sind auf die Struktur des Holzes zurückzuführen. Einen wesentlichen Bestandteil des Holzstammes bilden feine Gefäße (Tracheiden) oder größere Röhren (Tracheen). Beide dienen zum Transport von Wasser und der darin gelösten Nährsalze zu den Wurzeln und Blättern. Wird das Holz parallel zur Achse des Stammes geschnitten, erhält man normalerweise geradfaseriges Bauholz. Bei manchen Bäumen verlaufen die Gefäße jedoch spiralförmig, d.h., sie drehen sich schraubenartig nach oben. Solche Bäume liefern Holz quer zur Faserrichtung, das man auch erhält, wenn man Bäume mit normalem Gefäßverlauf nicht parallel zur Achse des Stammes schneidet.
Viele Holzarten haben Jahresringe. Der einzige Teil des Stammes, der für das Dickenwachstum verantwortlich ist, ist das Kambium, eine dünne Schicht, die den Stamm vollständig umgibt. Bei Bäumen in der gemäßigten Klimazone bildet das Kambium im Frühling und Sommer neues Holz, und bei den meisten Bäumen ist das Frühholz weitporiger und deshalb farblich heller als das dünnporige, dickwandige Spätholz, das später in der gleichen Saison gebildet wird. So wächst der Stamm jedes Jahr um einen neuen Jahresring in die Breite, der durch die scharfe Trennlinie zwischen Spätholz des alten Jahres und Frühholz des neuen Jahres begrenzt wird. Bei tropischen Hölzern, die unter ganzjährig gleichmäßigen Bedingungen entstehen, gibt es dagegen keine Jahresringe.
Zwar ist die dünne Kambiumschicht der einzige Teil des Baumes, der lebendig ist – in dem Sinne, dass er am aktiven Wachstum beteiligt ist -, aber lebende Zellen sind auch zwischen den Xylemzellen des Splintholzes verstreut. Wenn die Bäume jedoch älter werden, stirbt der innere Kern des Stammes vollständig ab. Die Gänge werden mit Harzen, Gerbsäuren oder Kieselsäuren ausgefüllt. Bei anderen Baumarten unterbleibt dagegen die Verkernung, sie werden daher im Alter oft im Innern hohl. Diesen Mittelteil des Stammes nennt man Kernholz. Die Veränderungen im Inneren werden begleitet von Farbveränderungen, die typisch für die Baumart sind, so dass das Kernholz in der Regel dunkler oder anders gefärbt ist als das Splintholz.
Einteilung
Hölzer werden allgemein in Weich- und Harthölzer unterteilt. Unter Weichholzbäumen versteht man solche Baumarten, die kein Kernholz ausbilden, sondern nur über das weichere Splintholz verfügen. Beispiele sind Birke, Erle, Ahorn und Weide. Harthölzer verfügen dagegen über zentrales Kernholz, besonders viele Holzfasern mit dicken Wänden und engen Gefäßen; sie sind daher deutlich stabiler und widerstandsfähiger. Beispiele sind Eiche, Buchsbaum, Lärche, Mahagoni, Teakholz oder Ebenholz. Von Reifholzarten spricht man, wenn der Kern beim Altern abstirbt, ohne dass es zur Verkernung kommt, wie etwa bei Fichte, Tanne oder Linde. Im Allgemeinen wird Hartholz für Möbel und für hochwertige Fußbodenbeläge verwendet.
Holzknoten sind Stellen im Stamm, an denen sich der Ansatz eines Zweiges in den Holzkörper eingebettet hat. Wird dieses Holz in Bretter zersägt, erscheint der Holzknoten als eine fast runde Unregelmäßigkeit in der Maserung. Dort, wo der Zweig innerhalb des Stammes seinen Ansatz hat, bilden die Ringe des Holzknotens mit der Maserung des Holzes eine Einheit. Es entsteht ein verwachsener Holzknoten. Weiter zur Oberfläche hin ist die Maserung des Stammes um den Holzknoten herumgewachsen, was zu einem eingewachsenen Holzknoten führt.
Während der Trocknung verwerfen sich die Holzknoten schneller als das restliche Holz. So kann ein eingewachsener Holzknoten ganz aus dem Brett herausfallen, wobei ein Astloch entsteht. Ein verwachsener Holzknoten kann nicht herausfallen, aber das Holz um den Knoten herum wird durch die ungleichmäßige Verwerfung verformt, und das Brett kann sogar stärker geschwächt werden als durch ein Astloch. Bei Bauholz ist das Vorhandensein von Holzknoten generell unerwünscht, einmal abgesehen von ihren Auswirkungen auf die Stabilität des Holzes. In einigen Fällen jedoch sind das Wurzelholz der Fichte und ähnliche Bauholzsorten wegen der Muster in den Maserungen, die durch die Holzknoten erzeugt werden, für die Vertäfelung von Innenräumen erwünscht.
Das Aussehen des Holzes ist eine der wichtigsten Eigenschaften, wenn das Holz für den Einsatz in Innenräumen, z.B. für Möbel oder Vertäfelungen, vorgesehen ist. Einige Holzarten, z.B. die Walnuss, haben eine gerade, parallel angeordnete Maserung, die sie, wenn sie mit dunklen, attraktiven Farben und großer Festigkeit einhergehen, äußerst begehrt für Furniere machen. Unregelmäßigkeiten in der Maserung können attraktive Muster ergeben, oder man kann Bauholz bewusst aus Gabelholz schneiden, um krummfaserige, ineinander greifende Muster zu bekommen. Viele Furniere werden hergestellt, indem man eine dünne Schicht rund um den Stamm abschält, so dass das Messer nur in größeren Abständen durch die Jahresringmarkierungen hindurchgeht, wodurch die großen, unregelmäßigen Muster entstehen, die für viele Sperrhölzer typisch sind.
Physikalische Eigenschaften
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Holz sind Festigkeit, Härte, Steifigkeit und Dichte. Die Dichte ist im Allgemeinen ein Anzeichen für die mechanischen Eigenschaften, insofern, dass dichte Hölzer normalerweise hart und fest sind (Eisenholz). Der Begriff Festigkeit vereint im Grunde genommen eine Reihe von ganz unterschiedlichen Eigenschaftsarten. Ein Holz mit einer hohen Festigkeit muss bei den anderen Eigenschaften nicht unbedingt hohe Werte aufweisen. Mehr noch, die Festigkeit ändert sich mit dem Grad der Trocknung. Holz ist außerdem immer viel fester, wenn es entlang des Stammes anstatt quer zum Stamm geschnitten wird. Aus diesem Grund werden Bretter oder Pfähle in Längsrichtung geschnitten. Holz verfügt über eine hohe Druckfestigkeit. In einigen Fällen ist diese im Vergleich zum Gewicht höher als bei Stahl. Es verfügt nur über eine geringe Zugfestigkeit und eine mäßige Schubfestigkeit.
Für Fundamente und die Hauptstützen von Gebäuden ist eine hohe Druckfestigkeit erforderlich. Biegefestigkeit ist für die meisten hölzernen Bauteile, einschließlich Querbalken, Gerippe und Träger aller Art, von wesentlicher Bedeutung. Die meisten Hölzer, die normalerweise für hohe Biegefestigkeit eingesetzt werden, verfügen über eine hohe Druckfestigkeit und umgekehrt. Eichenholz hat beispielsweise eine hohe Biegefestigkeit, aber nur eine verhältnismäßig geringe Druckfestigkeit, während Redwood genau umgekehrt eine hohe Druckfestigkeit und eine verhältnismäßig geringe Biegefestigkeit aufweist.
Schlagfestigkeit ist ein Maß für Festigkeit gegen Stoß- und Dauerbeanspruchung. Über eine herausragende Schlagfestigkeit verfügen Hickory- und Eschenholz.
Weitere weniger wichtige mechanische Eigenschaften können bei bestimmten Verwendungszwecken von entscheidender Bedeutung sein. So machen z.B. die Elastizität und Resonanz von Fichtenholz es zu einem geeigneten Material für den Resonanzboden eines guten Klaviers.
Haltbarkeit
Holz ist von Natur aus eine sehr haltbare Substanz. Wird es nicht von lebenden Organismen befallen, kann es mitunter Jahrhunderte halten. Man hat von den alten Römern verwendete Holzstücke praktisch in ihrem ursprünglichen Zustand gefunden, wenn ein Zusammenspiel von Umständen sie vor Befall geschützt hatte. Die wichtigsten Organismen, die Holz befallen, sind die Pilze, die die so genannte Trockenfäule verursachen. Sie tritt eigentlich nur auf, wenn das Holz feucht ist. Anfällig für diese Art Fäule ist besonders das Splintholz aller Bäume. Das Kernholz einiger Arten ist von Natur aus gegen diese Pilze beständig, da es durch Gerbstoffe und andere antibiotisch wirkende Substanzen geschützt ist. Äußerst haltbare Hölzer sind beispielsweise Walnuss, Redwood, Zedernholz, Mahagoni und Teakholz. Andere Holzarten sind gegen verschiedene Befallsarten beständig. Besonders beständig gegen den Befall durch Schädlinge aus dem Meer (z.B. Schiffsbohrwurm, Bohrmuschel) sind Greenheart und Teakholz. Deshalb werden sie oft bei Kaianlagen für den Bau unter Wasser eingesetzt. Eine Reihe von Holzarten ist verhältnismäßig beständig gegen Termiten, u.a. Redwood, Schwarznussbaum und Mahagoni. In den meisten dieser Fälle geht von den Hölzern ein Duft aus, und die Beständigkeit ist wahrscheinlich auf Harze und ähnliche Substanzen zurückzuführen.
Für die Konservierung von Holz gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Schon seit langem zählt beispielsweise die Imprägnierung mit Teerölen zu den wichtigsten Behandlungsmethoden. Sie ist immer noch eine der besten, obwohl eine Reihe neuerer Chemikalien, namentlich verschiedene, die Kupfermischungen enthalten, für den gleichen Zweck eingeführt wurden. Mit geeigneten Oberflächenbeschichtungen kann Holz vor Verwitterung geschützt werden. Diese werden beispielsweise mit Pinseln, Sprays oder im Tauchverfahren aufgetragen. Mit Oberflächenbehandlungen wird jedoch nur eine geringe Durchdringung erzielt. Deshalb verhindern sie nicht den Verfall bei Befall durch pflanzliche oder tierische Holzschädlinge.
Trocknung
Frisch geschlagenes Holz enthält beträchtliche Wassermengen, die ein Drittel bis die Hälfte des Gesamtgewichts ausmachen können. Zusätzlich erfolgt die Trocknung des Holzes aus einer Reihe weiterer Gründe. Getrocknetes Holz ist weitaus beständiger gegen Verfall als frisches Holz und außerdem viel leichter und deshalb billiger zu transportieren. Als Brennstoff hat trockenes Holz natürlich einen höheren Heizwert, und, was am wichtigsten ist, das Holz verändert während der Trocknung seine Form. Diese Veränderung sollte abgeschlossen sein, bevor das Holz weiterverarbeitet wird.Holz wird normalerweise einer Lufttrocknung oder einer Kammertrocknung unterzogen. Die Lufttrocknung dauert mehrere Monate, während die Kammertrocknung nur wenige Tage benötigt. In beiden Fällen muss das Holz sorgfältig gestapelt werden, um Verwerfungen zu verhindern, und der Trocknungsverlauf muss genau überwacht werden.
Verarbeitetes Holz
So genanntes Sperrholz besteht aus mehreren Schichten oder Lagen Holz (mindestens drei), die mit einem Leim oder Kunstharzleimen (siehe Klebstoffe) durchgängig miteinander verklebt sind. Gelegt werden die Schichten so, dass die Fasern in verschiedene Richtungen zeigen – meist um 90Grad versetzt. Dadurch ist die fertige Platte in alle Richtungen gleich fest und verzugsbeständig. In manchen Fällen verwendet man feuchtigkeitsbeständige Leime. Auf diese Weise macht man Sperrholz im Prinzip genauso haltbar wie das Holz, aus dem es hergestellt wurde. Ein ähnliches Erzeugnis sind so genannte Holzspanplatten. Bei diesen werden Holzspäne mit einem Kunstharz heiß zusammengepresst. Durch die Beschaffenheit der Späne sowie die Mengen an Kunstharz lassen sich die Eigenschaften des Produkts entscheidend beeinflussen.
Nur die äußeren Schichten des Sperrholzes müssen Härte und ein gutes Aussehen aufweisen, die inneren Schichten liefern die Stabilität. Bei furniertem Holz ist nur eine Seite des Sperrholzes eine Schicht von hoher Qualität. Solche furnierten Hölzer werden z.B. für die Herstellung von Schränken verwendet, bei denen die Innenseite nicht sichtbar ist. Heutzutage nutzt man allgemein schöne und teure Holzarten, wie z.B. Mahagoni, Akazienholz, Ebenholz und Zebraholz als Furniere für Sperrholz.
