Holz

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Einleitung

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.

Über botanische Aspekte des Holzes, einschließlich seiner Struktur und seines Wachstums siehe Baum; Xylem; über Wachstum und Verbreitung siehe Wald; zum Anbau von Bäumen für die Holzgewinnung siehe Waldbau; zum Fällen von Bäumen und die Produktion von Bauholz siehe Bauholzindustrie.

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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.

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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 (siehe weiter unten) 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 (siehe auch Sperrholz weiter unten) machen. Unregelmäßigkeiten in der Maserung können attraktive Muster ergeben, oder man kann Bauholz bewusst aus Gabelholz schneiden, um krummfaserige, ineinandergreifende 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.

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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. Siehe Materialwissenschaft und Technik: mechanische Eigenschaften von Materialien.

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.

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.