Buchenholz als Beton-Ersatz

Die Entwicklung eines witterungsbeständigen Laubholzbaustoffs für hoch beanspruchte Tragwerke im Außenbereich war das Ziel eines Forscherteams der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) und der Georg-August-Universität Göttingen. Gemeinsam mit zwei Industriepartnern aus der Holzveredelung und der Holzwerkstoffproduktion erprobten die Fachleute Fertigungsvarianten für Bauteile aus formstabilem, hochfestem Furnierschichtholz auf Basis heimischen Buchenholzes.

Das Projekt Acetyliertes Buchen-Furnierschichtholz (ACEBUFU) wurde vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat gefördert.

"Unser Ziel war es, die hohe Festigkeit der Buche dauerhaft für frei bewitterte Holztragwerke nutzbar zu machen. Konkret ging es uns um die Entwicklung und Konstruktion von stabförmigen Bauteilen aus acetyliertem Buchen-Furnierschichtholz - Laminated Veneer Lumber, LVL - für den konstruktiven Holzbau“, berichtet Projektkoordinator Prof. Jürgen Graf von der RPTU.

Während sich Buche für die Verwendung im Innenbereich längst bewährt hat, gilt sie im Außenbereich bislang als problematisch, denn das feuchteempfindliche Holz wird schnell von Pilzen befallen, neigt zum Quellen, Schwinden, Reißen und zur Verformung. 

Im Projekt wurden deshalb dünne Buchenfurniere chemisch acetyliert. Dabei verändert sich die Zellstruktur des Holzes, so dass es deutlich weniger Wasser aufnimmt. 

Die Furniere wurden sowohl im Labor- als auch im Industriemaßstab mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen verbunden, kalt oder heiß zu mehrlagigen Furnierschichtholzplatten, Lamellen und Trägern verpresst und anschließend umfassend geprüft.

„Wir haben unter anderem die Wirkung der Furnierdicke auf den Acetylierungsprozess und die Wirkung acetylierter Buchenfurniere auf die Klebbarkeit zu Furnierschichtholz-Lamellen und zu Brettschichtholzträgern aus FSH-Lamellen untersucht“, erklärt Prof. Holger Militz von der Georg-August-Universität. Außerdem wurden Trag-, Verformungs- und Delaminierungsverhalten des Materials analysiert.

Die Untersuchungen zeigen, dass sich die modifizierten Furniere zuverlässig verkleben lassen. Zudem nimmt das acetylierte Buchen-Furnierschichtholz erheblich weniger Feuchtigkeit auf und bewahrt seine Formstabilität selbst unter wechselnden Witterungsbedingungen. Auch unter mechanischer Beanspruchung durch Biege-, Zug- oder Schubkräfte lagen die Kennwerte des Werkstoffs gleichauf mit oder sogar über denen vergleichbarer Holzprodukte.

Das Projektkonsortium empfiehlt die Verwendung der leichten, ausdauernden Bauteile aus acetyliertem Buchen-Furnierschichtholz für filigrane Tragstrukturen an Brücken, Türmen, im Windkraftanlagenbau oder als weitgespannte Tragwerke.

Für die Landesgartenschau 2027 in Neustadt an der Weinstraße soll eine größere Parkplatzüberdachung mit Photovoltaik-Anlage aus dem neu entwickelten Buchen-LVL realisiert werden.

Hintergrund:

Durch Kombination der Acetylierung mit der Furnierschichtholztechnologie eröffnen sich neue Möglichkeiten für langlebige und leistungsfähige Holztragwerke im Außenbereich. Heimisches Buchenholz könnte künftig in Bereichen eingesetzt werden, die bisher vor allem Stahl, Beton oder tropischen Harthölzern vorbehalten waren.

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Fotos: t-lab RPTU (1-3), M. Slabohm /Uni Göttingen (4)