Verhalten von nach neuen thermischen Modifikationsverfahren behandelter Fichte und Kiefer unter besonderer Berücksichtigung der Dauerhaftigkeit gegenüber holzzerstörenden Mikroorganismen

Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war es, ein umfassendes Eigenschaftsbild von im industriellen Maßstab hergestellten hitzebehandeltem Holz [“thermally modified timber“ (TMT)] zu erstellen. Der Bedarf hierfür ergab sich aus stark variierenden Produkteigenschaften der in Europa produzierten TMT-Sortimente, die zur Verunsicherung der Verbraucher führen. Deshalb wurde zum ersten Mal TMT aus industrieller Produktion der vier etablierten Prozesse zur Hitzebehandlung (Plato-, ThermoWood®-, Retifikations- und Öl-Hitze-Behandlungs (OHT)-Verfahren) in kombinierten biologischen, mechanischen und physikalischen Prüfungen vergleichend untersucht. Als Ergebnis der Prüfungen zeigte sich, dass unabhängig vom Herstellungsprozess die Dimensionsstabilität von TMT wie auch dessen Resistenz gegenüber biologischen Abbau durch holzzerstörende Pilze im Labor und im Freiland ohne Erdkontakt erhöht ist. TMT erscheint ungeeignet für Anwendungen im direkten Erdkontakt, wenn lange Standzeiten des Materials gefordert werden. Untersuchungen zur Ursache der Resistenzerhöhung von TMT zeigten, dass die reduzierte Feuchteaufnahme verantwortlich für die erhöhte Dauerhaftigkeit ist. Dieser Schutzmechanismus kann jedoch überwunden werden, u.a. durch dauernde Befeuchtung wie im Erdkontakt. Die mechanischen Eigenschaften des TMT wurden durch die Hitzeeinwirkung zum Teil stark verändert: Die statische Festigkeit war um bis zu 38% verringert und die dynamische Festigkeit sogar um bis zu 64%. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die mechanischen Festigkeiten, deren Minderung eng mit der Erhöhung der biologischen Resistenz durch die thermische Modifikation verbunden ist, als einschränkende Schlüsseleigenschaften von TMT identifiziert. Deshalb beinhaltete ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit die Suche nach technologischen Ansätzen, die eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit von TMT bei gleichzeitig unverändert hoher Dauerhaftigkeit ermöglichen. Zu diesem Zweck wurde die Hitzebehandlung von Holz, dessen mechanische Festigkeit durch thermo-mechanische Verdichtung technisch erhöht wurde, erfolgreich im Labormaßstab umgesetzt: Der im Labor hergestellte Werkstoff wies verglichen mit unbehandeltem Holz unverminderte Festigkeitswerte auf, war aber zugleich sehr dauerhaft. Die Übertragung des Prozesses auf den industriellen Maßstab offenbarte jedoch weiteren Optimierungsbedarf, da die industriell hergestellten Sortimente stark streuende Dauerhaftigkeits- und Festigkeitseigenschaften aufzeigten. Als Ursa