Holz

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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.

Eine wesentlich bessere Durchdringung kann man mit Hilfe von Kohlendioxid im „überkritischen Zustand“ erreichen (siehe kritischer Punkt). Kohlendioxid lässt sich unter hohem Druck verflüssigen, behält aber im überkritischen Zustand die Eigenschaften eines Gases, vermag also die Mikroporen von Holz zu durchdringen. In Kohlendioxid gelöste Konservierungsmittel können so wesentlich effektiver in das zu schützende Material eingearbeitet werden, als dies mit einer Oberflächenbehandlung möglich wäre. Dieses Verfahren lässt sich allerdings nur mit speziellen technischen Mitteln durchführen.

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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.

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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 90 Grad 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.

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Chemische Produkte aus Holz

In der chemischen Industrie gewinnt Holz als nachwachsender Rohstoff an Bedeutung. Ein traditionell immer noch großes Einsatzgebiet von Holz ist die Papier- und Zellstoffherstellung. Jedes Jahr wird eine riesige Menge Holz zu Zellstoff umgewandelt und mechanisch aufbereitet, um anschließend daraus Papier herzustellen. Einige moderne Industriezweige beschäftigen sich damit, dem Holz gewisse chemische Bestandteile zu entziehen – wie beispielsweise Tannine oder Gerbsäuren, Gummi, Harze, Tallöl und Terpentinöl – um daraus Folgeprodukte, z. B. bestimmte Lacke (siehe Farben und Lacke) oder Duftstoffe zu gewinnen.

Neben Wasser ist der Hauptbestandteil des Holzes die Cellulose. Große Teile der riesigen Mengen an Cellulose, die man heutzutage beispielsweise für die Herstellung von Verbandstoffen und Cellulosefasern (u. a. Reyon, Viskosefaser) nutzt, werden aus Holz und auch aus anderen Faserpflanzen (z. B. Baumwolle) gewonnen. Bei der Verwendung von Cellulose aus Holz besteht die größte Schwierigkeit darin, sie von ihren Unreinheiten zu befreien. Den Hauptteil macht das Lignin aus, ein komplexer Stoff aus organischen Alkoholen, der für den eigentlichen Holzcharakter von Pflanzenzellen verantwortlich ist. Früher wurde das Lignin meistens verworfen, aber mittlerweile nutzt man es beispielsweise als Bindemittel für Pressplatten (insbesondere in Nordamerika).

Als chemischer Rohstoff kann Holz in mehreren verschiedenen Verfahren verwendet werden, ohne die Cellulose vom Lignin zu trennen. Bei höheren Temperaturen lässt sich mit Holz, Wasserdampf und Luft so genanntes Synthesegas erzeugen, das man für verschiedene technische Verfahren benötigt. Lange Zeit wurde Holz auch als ein Rohstoff für Chemikalien benutzt. Dazu wurde das Holz zunächst unter Luftabschluss erhitzt und das erhaltene Rohprodukt anschließend destilliert. Der dabei gewonnene Holzgeist enthielt u. a. Essigsäure, Methanol und Aceton. Heute werden jedoch die meisten dieser Chemikalien synthetisch hergestellt.

Bestimmte neue Erzeugnisse bestehen im Wesentlichen aus einer Mischung aus Holz mit bestimmten Chemikalien. Eine solche Mischung verfügt über mechanische Eigenschaften, die denen von Holz ähnlich sind. Die wichtigsten Methoden zur Herstellung derartiger Mischungen bestehen darin, das Holz mit bestimmten Chemikalien (z. B. Styrol oder Vinylacetat) zu durchtränken und dann meist unter Zusatz von Katalysatoren zu erwärmen. Holz, das mit solchen Harzen behandelt wurde, nennt man auch Polymer- oder Kunstholz. Es wird größtenteils zu Parkettfußböden weiterverarbeitet.

Man vergleiche auch die einzelnen Beiträge zu den meisten oben genannten Holzarten und Bäumen. Siehe auch Rinde; Pflanzensäfte.