Holz

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Holz ist ein poröses und faseriges Strukturgewebe, das in den Stielen und Wurzeln von Bäumen und anderen Holzpflanzen vorkommt . Es ist ein organisches Material ,  - eine natürliche Verbund von Cellulosefasern , die unter Spannung und eingebettet in einer stark Matrix von Lignin dieser Resists Kompression. Holz wird manchmal nur als sekundäres Xylem in den Stängeln von Bäumen definiert ^[1], oder es wird allgemeiner definiert, um dieselbe Art von Gewebe an anderer Stelle einzuschließen, beispielsweise in den Wurzeln von Bäumen oder Sträuchern. ^{[ Zitat benötigt ]}In einem lebenden Baum erfüllt es eine Stützfunktion, die es Holzpflanzen ermöglicht, groß zu werden oder selbstständig aufzustehen. Es transportiert auch Wasser und Nährstoffe zwischen den Blättern , anderen wachsenden Geweben und den Wurzeln. Holz kann sich auch auf andere Pflanzenmaterialien mit vergleichbaren Eigenschaften sowie auf Material beziehen, das aus Holz oder Holzspänen oder Fasern hergestellt wurde.

Holz wird seit Tausenden von Jahren als Brennstoff als Baumaterial für die Herstellung von Werkzeugen und Waffen , Möbeln und Papier verwendet . In jüngerer Zeit wurde es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von gereinigter Cellulose und ihren Derivaten wie Cellophan und Celluloseacetat entwickelt .

Ab 2005 betrug der wachsende Waldbestand weltweit rund 434 Milliarden Kubikmeter, von denen 47% kommerziell waren. ^[2] Als reichlich vorhanden, Kohlenstoff-neutral ^{[ Bearbeiten ]} nachwachsender Rohstoff, Holzwerkstoffe haben als Quelle für erneuerbare Energien von großen Interesse gewesen. 1991 wurden rund 3,5 Milliarden Kubikmeter Holz geerntet. Dominante Verwendungszwecke waren Möbel und Hochbau. ^[3]

Geschichte

A 2011 Entdeckung in der kanadischen Provinz von New Brunswick ergab die frühesten bekannten Pflanzen gewachsenes Holz haben, etwa 395 bis 400 Millionen Jahre . ^{[4] [5]}

Holz kann durch Kohlenstoffdatierung und bei einigen Arten durch Dendrochronologie datiert werden, um zu bestimmen, wann ein Holzobjekt erstellt wurde.

Die Menschen haben Altholz seit Tausenden von Jahren für viele Zwecke, unter anderem als Brennstoff oder als Konstruktionsmaterial für die Herstellung von Häusern , Werkzeuge , Waffen , Möbel , Verpackung , Kunstwerke und Papier . Bekannte Konstruktionen aus Holz stammen aus zehntausend Jahren. Gebäude wie das europäische neolithische Langhaus bestanden hauptsächlich aus Holz.

Die jüngste Verwendung von Holz wurde durch die Hinzufügung von Stahl und Bronze in die Konstruktion verbessert. ^[6]

Die von Jahr zu Jahr unterschiedlichen Baumringbreiten und Isotopenhäufigkeiten geben Hinweise auf das vorherrschende Klima zum Zeitpunkt des Fällen eines Baumes. ^[7]

Physikalische Eigenschaften

Wachstumsringe

Holz im engeren Sinne wird von Bäumen gewonnen , deren Durchmesser durch die Bildung neuer Holzschichten zwischen dem vorhandenen Holz und der inneren Rinde zunimmt, die den gesamten Stamm, lebende Zweige und Wurzeln umhüllen. Dieser Prozess ist als sekundäres Wachstum bekannt . Es ist das Ergebnis der Zellteilung im Gefäßkambium , eines lateralen Meristems und der anschließenden Expansion der neuen Zellen. Diese Zellen bilden dann verdickte sekundäre Zellwände, die hauptsächlich aus Cellulose , Hemicellulose und Lignin bestehen .

Wenn die Unterschiede zwischen den vier Jahreszeiten unterschiedlich sind, z. B. in Neuseeland , kann das Wachstum in einem diskreten jährlichen oder saisonalen Muster erfolgen, was zu Wachstumsringen führt . Diese sind normalerweise am deutlichsten am Ende eines Protokolls zu sehen, aber auch auf den anderen Oberflächen. Wenn die Unterscheidungskraft zwischen den Jahreszeiten jährlich ist (wie dies in äquatorialen Regionen, z. B. Singapur , der Fall ist ), werden diese Wachstumsringe als Jahresringe bezeichnet. Bei geringen saisonalen Unterschieden sind Wachstumsringe wahrscheinlich undeutlich oder fehlen. Wenn die Rinde des Baumes in einem bestimmten Bereich entfernt wurde, werden die Ringe wahrscheinlich deformiert, wenn die Pflanze über die Narbe wächst.

Wenn es innerhalb eines Wachstumsrings Unterschiede gibt, besteht der Teil eines Wachstumsrings, der der Mitte des Baumes am nächsten liegt und zu Beginn der Vegetationsperiode bei schnellem Wachstum gebildet wird, normalerweise aus breiteren Elementen. Es hat normalerweise eine hellere Farbe als das in der Nähe des äußeren Teils des Rings und ist als Früh- oder Federholz bekannt. Der später in der Saison gebildete äußere Teil wird dann als Latewood oder Summerwood bezeichnet. ^[8] Je nach Holzart gibt es jedoch große Unterschiede (siehe unten). Wenn ein Baum sein ganzes Leben im Freien und unter den Bedingungen des Bodens wächstund Standort bleibt unverändert, es wird sein schnellstes Wachstum in der Jugend machen und allmählich abnehmen. Die jährlichen Wachstumsringe sind seit vielen Jahren ziemlich breit, aber später werden sie immer enger. Da jeder nachfolgende Ring auf die Außenseite des zuvor gebildeten Holzes gelegt wird, müssen die Ringe mit zunehmender Breite des Stammes notwendigerweise dünner werden, wenn ein Baum seine Holzproduktion nicht von Jahr zu Jahr wesentlich erhöht. Wenn ein Baum reif ist, wird seine Krone offener und die jährliche Holzproduktion wird verringert, wodurch die Breite der Wachstumsringe noch weiter verringert wird. Bei waldbewachsenen Bäumen hängt so viel von der Konkurrenz der Bäume in ihrem Kampf um Licht und Nahrung ab, dass sich Perioden schnellen und langsamen Wachstums abwechseln können. Einige Bäume, wie z. B. südliche Eichen, halten Sie die gleiche Ringbreite für Hunderte von Jahren. Insgesamt nimmt jedoch mit zunehmendem Durchmesser eines Baumes die Breite der Wachstumsringe ab.

Knoten

Wenn ein Baum wächst, sterben häufig untere Äste ab, und ihre Basen können überwachsen und von nachfolgenden Schichten Stammholz umschlossen werden, was eine Art von Unvollkommenheit bildet, die als Knoten bekannt ist. Der tote Ast darf nur an seiner Basis am Stammholz befestigt werden und kann herausfallen, nachdem der Baum in Bretter gesägt wurde. Knoten beeinflussen die technischen Eigenschaften des Holzes, verringern normalerweise die lokale Festigkeit und erhöhen die Tendenz zur Spaltung entlang der Holzmaserung ^{[ Zitieren erforderlich ]} , können jedoch für visuelle Effekte ausgenutzt werden. In einer in Längsrichtung gesägten Diele erscheint ein Knoten als ein ungefähr kreisförmiges "festes" (normalerweise dunkleres) Stück Holz, um das die Maserung verläuftvom Rest des Holzes "fließt" (Teile und Wiederverbindungen). Innerhalb eines Knotens unterscheidet sich die Richtung des Holzes (Maserung) bis zu 90 Grad von der Maserung des normalen Holzes.

In dem Baum ist ein Knoten entweder der Basis eines Seitenzweig oder eine ruhende Knospe. Ein Knoten (wenn die Basis eines Seitenzweigs) hat eine konische Form (daher der ungefähr kreisförmige Querschnitt) mit der Innenspitze an dem Punkt im Stammdurchmesser, an dem sich das Gefäßkambium der Pflanze befand, als sich der Zweig als Knospe bildete.

In einem Gehalt von Holz und strukturelles Holz , sind Knoten nach ihrer Form, Größe, Solidität und der Festigkeit , mit der sie an Ort und Stelle gehalten werden. Diese Festigkeit wird unter anderem durch die Zeitdauer beeinflusst, für die der Zweig tot war, während der anhaftende Stiel weiter wuchs.

Knoten wirken sich wesentlich auf Risse und Verwerfungen, die Leichtigkeit der Arbeit und die Spaltbarkeit des Holzes aus. Es handelt sich um Defekte, die das Holz schwächen und seinen Wert für bauliche Zwecke verringern, bei denen die Festigkeit eine wichtige Rolle spielt. Der Schwächungseffekt ist viel schwerwiegender, wenn Holz Kräften senkrecht zur Maserung und / oder Spannung ausgesetzt ist, als wenn es entlang der Maserung und / oder Kompression unter Last steht . Das Ausmaß, in dem Knoten die Stärke eines Balkens beeinflussenhängt von ihrer Position, Größe, Anzahl und Zustand ab. Ein Knoten auf der Oberseite wird zusammengedrückt, während einer auf der Unterseite einer Spannung ausgesetzt wird. Wenn der Knoten, wie so oft, saisonal überprüft wird, bietet er wenig Widerstand gegen diese Zugspannung. Kleine Knoten können sich jedoch entlang der neutralen Ebene eines Trägers befinden und die Festigkeit erhöhen, indem ein Scheren in Längsrichtung verhindert wird . Knoten in einem Brett oder einer Planke sind am wenigsten schädlich, wenn sie sich rechtwinklig zu ihrer breitesten Oberfläche durch das Brett erstrecken. Knoten, die in der Nähe der Enden eines Balkens auftreten, schwächen ihn nicht. Schallknoten, die im Mittelteil auftreten, der ein Viertel der Höhe des Strahls von beiden Kanten beträgt, sind keine schwerwiegenden Mängel.

-  Samuel J. Record, Die mechanischen Eigenschaften von Holz ^[9]

Knoten beeinflussen nicht unbedingt die Steifigkeit von Bauholz, dies hängt von der Größe und Lage ab. Steifheit und elastische Festigkeit hängen mehr vom Schallholz ab als von lokalisierten Defekten. Die Bruchfestigkeit ist sehr fehleranfällig. Klangknoten schwächen das Holz nicht, wenn es parallel zur Maserung komprimiert wird.

Bei einigen dekorativen Anwendungen kann Holz mit Knoten wünschenswert sein, um visuelles Interesse zu wecken. Bei Anwendungen, bei denen Holz gestrichen wird , wie z. B. Sockelleisten, Blenden, Türrahmen und Möbel, können im Holz vorhandene Harze nach der Herstellung noch Monate oder sogar Jahre lang bis zur Oberfläche eines Knotens "durchbluten" und sich gelb zeigen oder bräunlicher Fleck. Ein Knoten Grundierungslack oder Lösung ( Verknoten ), korrekt während der Herstellung angewandt wird , kann viel dazu beitragen, dieses Problem zu reduzieren , aber es ist schwierig , vollständig zu kontrollieren, besonders dann , wenn Massenproduktion gebranntem Holzvorräte verwenden.

Kernholz und Splintholz

Kernholz (oder Duramen ^[10] ) ist Holz, das infolge einer natürlich vorkommenden chemischen Umwandlung widerstandsfähiger gegen Fäulnis geworden ist. Die Kernholzbildung ist ein genetisch programmierter Prozess, der spontan abläuft. Es besteht eine gewisse Unsicherheit darüber, ob das Holz während der Kernholzbildung stirbt, da es immer noch chemisch auf zerfallende Organismen reagieren kann, jedoch nur einmal. ^[11]

Der Begriff Kernholz leitet sich ausschließlich von seiner Position ab und nicht von einer für den Baum lebenswichtigen Bedeutung. Dies wird durch die Tatsache belegt, dass ein Baum gedeihen kann, wenn sein Herz vollständig verfallen ist. Einige Arten beginnen sehr früh im Leben, Kernholz zu bilden, so dass sie nur eine dünne Schicht lebenden Splintholzes haben, während bei anderen die Veränderung langsam erfolgt. Thin Splint ist charakteristisch für solche Spezies wie Kastanien , Robinie , Maulbeerbaum , Osage-Orange , und Sassafras , während in Ahorn , Esche , Hickory , Hackberry , Buche und Kiefer, dicker Splintholz die Regel. ^[12] Einige andere bilden niemals Kernholz.

Kernholz unterscheidet sich oft optisch vom lebenden Splintholz und kann in einem Querschnitt unterschieden werden, in dem die Grenze dazu neigt, den Wachstumsringen zu folgen. Zum Beispiel ist es manchmal viel dunkler. Andere Prozesse wie Fäulnis oder Insekteninvasion können jedoch auch Holz verfärben, selbst bei Holzpflanzen, die kein Kernholz bilden, was zu Verwirrung führen kann.

Splintholz (oder Alburnum ^[13] ) ist das jüngere, äußerste Holz; im wachsenden Baum ist es lebendes Holz ^[14] und seine Hauptfunktion besteht darin, Wasser von den Wurzeln zu den Blättern zu leitenund die in den Blättern vorbereiteten Reserven je nach Jahreszeit aufzubewahren und zurückzugeben. Bis sie jedoch in der Lage sind, Wasser zu leiten, haben alle Xylemtracheiden und -gefäße ihr Zytoplasma verloren und die Zellen sind daher funktionell tot. Das gesamte Holz eines Baumes wird zuerst als Splintholz geformt. Je mehr Blätter ein Baum trägt und je kräftiger er wächst, desto größer ist das benötigte Splintholzvolumen. Daher haben Bäume, die im Freien schnell wachsen, aufgrund ihrer Größe dickeres Splintholz als Bäume derselben Art, die in dichten Wäldern wachsen. Manchmal können Bäume (von Arten, die Kernholz bilden), die im Freien wachsen, eine beträchtliche Größe von 30 cm (12 Zoll ) oder mehr im Durchmesser annehmen , bevor sich Kernholz zu bilden beginnt, beispielsweise in Hickory mit zweitem Wachstum oder offenem Holz. gewachsene Kiefern .

Es besteht kein eindeutiger Zusammenhang zwischen den Jahreswachstumsringen und der Splintholzmenge. Innerhalb derselben Art ist die Querschnittsfläche des Splintholzes ungefähr proportional zur Größe der Baumkrone. Wenn die Ringe schmal sind, sind mehr von ihnen erforderlich als dort, wo sie breit sind. Wenn der Baum größer wird, muss das Splintholz notwendigerweise dünner werden oder wesentlich an Volumen zunehmen. Splintholz ist im oberen Teil des Stammes eines Baumes relativ dicker als in der Nähe der Basis, da das Alter und der Durchmesser der oberen Abschnitte geringer sind.

Wenn ein Baum sehr jung ist, ist er fast bis zum Boden mit Ästen bedeckt, aber wenn er älter wird, sterben einige oder alle von ihnen irgendwann ab und werden entweder abgebrochen oder fallen ab. Das nachfolgende Wachstum von Holz kann die Stummel vollständig verbergen, die jedoch als Knoten verbleiben. Egal wie glatt und klar ein Baumstamm außen ist, er ist in der Mitte mehr oder weniger knotig. Folglich ist das Splintholz eines alten Baumes und insbesondere eines Waldbaums knotenfreier als das innere Kernholz. Da bei den meisten Holzverwendungen Knoten Defekte sind, die das Holz schwächen und dessen Verarbeitbarkeit und andere Eigenschaften beeinträchtigen, kann ein bestimmtes Splintholzstück aufgrund seiner Position im Baum durchaus stärker sein als ein Stück Holz Kernholz vom selben Baum.

Verschiedene Holzstücke, die von einem großen Baum geschnitten wurden, können sich deutlich unterscheiden, insbesondere wenn der Baum groß und reif ist. Bei einigen Bäumen ist das Holz, das spät im Leben eines Baumes angelegt wird, weicher, leichter, schwächer und gleichmäßiger als das zuvor produzierte, bei anderen Bäumen gilt jedoch das Gegenteil. Dies kann Kernholz und Splintholz entsprechen oder nicht. In einem großen Baumstamm kann das Splintholz aufgrund der Zeit im Leben des Baumes, in der es gewachsen ist, in Bezug auf Härte , Festigkeit und Zähigkeit schlechter sein , um Kernholz aus demselben Baumstamm gleichermaßen zu klingen. In einem kleineren Baum kann das Gegenteil der Fall sein.

Farbe

Bei Arten, die einen deutlichen Unterschied zwischen Kernholz und Splintholz aufweisen, ist die natürliche Farbe des Kernholzes normalerweise dunkler als die des Splintholzes, und sehr häufig ist der Kontrast auffällig (siehe Abschnitt des Eibenprotokolls oben). Dies wird durch Ablagerungen chemischer Substanzen im Kernholz verursacht, so dass eine dramatische Farbabweichung keinen signifikanten Unterschied in den mechanischen Eigenschaften von Kernholz und Splintholz impliziert, obwohl zwischen beiden ein deutlicher biochemischer Unterschied bestehen kann.

Einige Experimente an sehr harzigen langblättrigen Kiefernproben zeigen eine Zunahme der Festigkeit aufgrund des Harzes, das die Festigkeit im trockenen Zustand erhöht. Ein solches harzgesättigtes Kernholz wird "Fettfeuerzeug" genannt. Strukturen aus Fettfeuerzeug sind fast unempfindlich gegen Fäulnis und Termiten ; Sie sind jedoch sehr entflammbar. Oft werden Stümpfe alter Langblättriger Kiefern gegraben, in kleine Stücke gespalten und als Anzünder für Feuer verkauft. Auf diese Weise gegrabene Stümpfe können tatsächlich ein Jahrhundert oder länger seit dem Schneiden verbleiben. Mit rohem Harz imprägnierte und getrocknete Fichte wird dadurch ebenfalls stark erhöht.

Da das Latewood eines Wachstumsrings normalerweise eine dunklere Farbe aufweist als das Frühholz, kann diese Tatsache zur visuellen Beurteilung der Dichte und damit der Härte und Festigkeit des Materials herangezogen werden. Dies ist insbesondere bei Nadelhölzern der Fall. In ringporigen Hölzern erscheinen die Gefäße des frühen Holzes auf einer fertigen Oberfläche oft dunkler als das dichtere Latewood, obwohl bei Kernholzquerschnitten das Gegenteil häufig der Fall ist. Ansonsten ist die Farbe des Holzes kein Hinweis auf Festigkeit.

Eine abnormale Verfärbung des Holzes weist häufig auf einen erkrankten Zustand hin, der auf eine Unklarheit hinweist. Der schwarze Scheck in der westlichen Hemlocktanne ist das Ergebnis von Insektenangriffen. Die in Hickory und bestimmten anderen Hölzern so häufig vorkommenden rotbraunen Streifen sind meist auf Verletzungen durch Vögel zurückzuführen. Die Verfärbung ist lediglich ein Hinweis auf eine Verletzung und hat höchstwahrscheinlich keinen Einfluss auf die Eigenschaften des Holzes. Bestimmte Fäulnispilze verleihen dem Holz charakteristische Farben, die somit symptomatisch für Schwäche werden. Ein attraktiver Effekt, der als Spalting bekannt ist und durch dieses Verfahren erzeugt wird, wird jedoch oft als wünschenswertes Merkmal angesehen. Eine gewöhnliche Saftfärbung ist auf Pilzwachstum zurückzuführen, erzeugt jedoch nicht notwendigerweise einen schwächenden Effekt.

Wassergehalt

Wasser kommt in lebendem Holz an drei Orten vor, nämlich:

• in den Zellwänden ,
• im protoplasmatischen Inhalt der Zellen
• als freies Wasser in den Zellhohlräumen und -räumen, insbesondere des Xylems

Im Kernholz kommt es nur in der ersten und letzten Form vor. Holz, das gründlich luftgetrocknet ist, hält 8–16% des Wassers in den Zellwänden und keines oder praktisch kein Wasser in den anderen Formen. Selbst ofengetrocknetes Holz behält einen geringen Prozentsatz an Feuchtigkeit, kann jedoch für alle außer für chemische Zwecke als absolut trocken angesehen werden.

Die allgemeine Wirkung des Wassergehalts auf die Holzsubstanz besteht darin, sie weicher und geschmeidiger zu machen. Ein ähnlicher Effekt tritt bei der Erweichungswirkung von Wasser auf Rohleder, Papier oder Stoff auf. Innerhalb bestimmter Grenzen ist die Erweichungswirkung umso größer, je höher der Wassergehalt ist.

Das Trocknen führt zu einer deutlichen Erhöhung der Holzfestigkeit, insbesondere bei kleinen Proben. Ein extremes Beispiel ist der Fall eines vollständig trockenen Fichtenblocks mit einem Querschnitt von 5 cm, der eine dauerhafte Belastung aushält, die viermal so hoch ist wie die eines grünen (ungetrockneten) Blocks derselben Größe.

Die größte Festigkeitszunahme aufgrund des Trocknens besteht in der endgültigen Druckfestigkeit und der Festigkeit an der Elastizitätsgrenze bei der Endkompression; Darauf folgen der Bruchmodul und die Spannung an der Elastizitätsgrenze beim Querbiegen, während der Elastizitätsmodul am wenigsten beeinflusst wird. ^[9]

Struktur

Holz ist ein heterogenes , hygroskopisches , zelluläres und anisotropes Material. Es besteht aus Zellen und die Zellwände bestehen aus Mikrofibrillen aus Cellulose (40–50%) und Hemicellulose (15–25%), die mit Lignin (15–30%) imprägniert sind . ^[fünfzehn]

Bei Nadel- oder Nadelholzarten sind die Holzzellen meist von einer Art, Tracheiden , und daher ist das Material in seiner Struktur viel gleichmäßiger als das der meisten Harthölzer . Es gibt keine Gefäße ("Poren") in Nadelholz, wie man es zum Beispiel in Eiche und Esche so deutlich sieht.

Die Struktur von Harthölzern ist komplexer. ^[16] Die Wasserleitfähigkeit wird hauptsächlich von Gefäßen gewährleistet : In einigen Fällen (Eiche, Kastanie, Esche) sind diese recht groß und deutlich, in anderen Fällen ( Rosskastanie , Pappel , Weide ) zu klein, um ohne Handlinse gesehen zu werden . Bei der Erörterung solcher Hölzer ist es üblich, sie in zwei große Klassen zu unterteilen, ringporig und diffusporig . ^[17]

Bei ringporösen Arten wie Esche, Robinie , Catalpa , Kastanie, Ulme , Hickory, Maulbeere und Eiche ^{[17] sind} die größeren Gefäße oder Poren (wie Gefäßquerschnitte genannt werden) in dem Teil des Gebiets lokalisiert Im Frühjahr gebildeter Wachstumsring, der eine Region aus mehr oder weniger offenem und porösem Gewebe bildet. Der Rest des im Sommer produzierten Rings besteht aus kleineren Gefäßen und einem viel größeren Anteil an Holzfasern. Diese Fasern sind die Elemente, die dem Holz Festigkeit und Zähigkeit verleihen, während die Gefäße eine Quelle der Schwäche sind. ^{[ Zitat benötigt ]}

In diffusporigen Hölzern sind die Poren gleichmäßig dimensioniert, so dass die Wasserleitfähigkeit über den Wachstumsring verteilt ist, anstatt in einem Band oder einer Reihe gesammelt zu werden. Beispiele für diese Art von Holz sind Erle , ^[17] Linde , ^[18] Birke , ^[17] Buckeye, Ahornholz, Weide und die Populus - Arten , wie Espe, Pappel und Pappel. ^[17] Einige Arten wie Walnuss und Kirsche befinden sich an der Grenze zwischen den beiden Klassen und bilden eine Zwischengruppe. ^[18]

Earlywood und Latewood

In Nadelholz

In gemäßigten Nadelhölzern gibt es oft einen deutlichen Unterschied zwischen Latewood und Earlywood. Das Latewood wird dichter sein als das zu Beginn der Saison gebildete. Bei der Untersuchung unter dem Mikroskop sind die Zellen aus dichtem Latewood sehr dickwandig und weisen sehr kleine Zellhohlräume auf, während die zuerst in der Saison gebildeten Zellen dünne Wände und große Zellhohlräume aufweisen. Die Stärke liegt in den Wänden, nicht in den Hohlräumen. Je größer der Anteil an Latewood ist, desto größer ist die Dichte und Festigkeit. Bei der Auswahl eines Kiefernstücks, bei dem Festigkeit oder Steifheit im Vordergrund stehen, sind vor allem die vergleichbaren Mengen an Frühholz und Latewood zu beachten. Die Ringbreite ist bei weitem nicht so wichtig wie der Anteil und die Art des Latewoods im Ring.

Wenn ein schweres Stück Kiefer mit einem leichten Stück verglichen wird, wird sofort ersichtlich, dass das schwerere einen größeren Anteil an Latewood enthält als das andere und daher klarere abgegrenzte Wachstumsringe aufweist. Bei weißen Kiefern gibt es nicht viel Kontrast zwischen den verschiedenen Teilen des Rings, und daher hat das Holz eine sehr gleichmäßige Textur und ist leicht zu bearbeiten. Bei harten Kiefern hingegen ist das Latewood sehr dicht und tief gefärbt, was einen sehr deutlichen Kontrast zum weichen, strohfarbenen Frühholz darstellt.

Es kommt nicht nur auf den Anteil des Latewoods an, sondern auch auf dessen Qualität. Bei Proben, die einen sehr großen Anteil an Latewood aufweisen, kann es merklich poröser sein und erheblich weniger wiegen als das Latewood in Stücken, die weniger Latewood enthalten. Man kann die Vergleichsdichte und damit bis zu einem gewissen Grad die Stärke durch visuelle Inspektion beurteilen.

Für die genauen Mechanismen, die die Bildung von Frühholz und Latewood bestimmen, kann noch keine zufriedenstellende Erklärung gegeben werden. Es können mehrere Faktoren beteiligt sein. Zumindest bei Nadelbäumen bestimmt die Wachstumsrate allein nicht den Anteil der beiden Teile des Rings, da in einigen Fällen das Holz mit langsamem Wachstum sehr hart und schwer ist, während in anderen Fällen das Gegenteil der Fall ist. Die Qualität des Standortes, an dem der Baum wächst, beeinflusst zweifellos den Charakter des gebildeten Holzes, obwohl es nicht möglich ist, eine Regel zu formulieren, die ihn regelt. Im Allgemeinen kann jedoch gesagt werden, dass dort, wo Stärke oder Leichtigkeit der Arbeit wesentlich sind, Hölzer mit mäßigem bis langsamem Wachstum gewählt werden sollten.

In ringporigen Wäldern

In ringporigen Hölzern ist das Wachstum jeder Jahreszeit immer gut definiert, da die großen Poren, die sich zu Beginn der Saison gebildet haben, am dichteren Gewebe des Vorjahres anliegen.

Bei den ringporösen Harthölzern scheint ein ziemlich eindeutiger Zusammenhang zwischen der Wachstumsrate des Holzes und seinen Eigenschaften zu bestehen. Dies kann kurz in der allgemeinen Aussage zusammengefasst werden, dass das Holz umso schwerer, härter, stärker und steifer ist, je schneller das Wachstum oder je breiter die Wachstumsringe sind. Es muss daran erinnert werden, dass dies nur für ringporige Hölzer wie Eiche, Esche, Hickory und andere derselben Gruppe gilt und natürlich einigen Ausnahmen und Einschränkungen unterliegt.

In ringporösen Hölzern mit gutem Wachstum ist es normalerweise das Latewood, in dem die dickwandigen, festigkeitsspendenden Fasern am häufigsten vorkommen. Wenn die Ringbreite abnimmt, wird dieses Latewood verringert, so dass bei sehr langsamem Wachstum vergleichsweise leichtes, poröses Holz entsteht, das aus dünnwandigen Gefäßen und Holzparenchym besteht. In guter Eiche nehmen diese großen Gefäße des Frühholzes 6 bis 10 Prozent des Holzvolumens ein, während sie in minderwertigem Material 25% oder mehr ausmachen können. Das Latewood der guten Eiche ist dunkel gefärbt und fest und besteht hauptsächlich aus dickwandigen Fasern, die die Hälfte oder mehr des Holzes bilden. In minderwertiger Eiche ist dieses Latewood sowohl quantitativ als auch qualitativ stark reduziert. Eine solche Variation ist größtenteils auf die Wachstumsrate zurückzuführen.

Holz mit breiten Ringen wird oft als "Zweitwachstum" bezeichnet, da das Wachstum des jungen Holzes in offenen Beständen nach dem Entfernen der alten Bäume schneller ist als bei Bäumen in einem geschlossenen Wald und bei der Herstellung von Gegenständen, bei denen die Festigkeit groß ist Ein wichtiger Gesichtspunkt ist ein solches Hartholzmaterial mit "zweitem Wachstum". Dies gilt insbesondere für die Wahl des Hickorys für Griffe und Speichen . Hier sind nicht nur Stärke, sondern auch Zähigkeit und Belastbarkeit wichtig. ^[9]

Die Ergebnisse einer Reihe von Hickory-Tests des US Forest Service zeigen, dass:

"Die Arbeits- oder Stoßfestigkeit ist bei Holz mit breiten Ringen am größten, das 5 bis 14 Ringe pro Zoll (Ringe 1,8 bis 5 mm dick) aufweist und von 14 bis 38 Ringen pro Zoll (Ringe 0,7 bis 1,8 mm dick) ziemlich konstant ist ) und nimmt schnell von 38 auf 47 Ringe pro Zoll ab (Ringe 0,5–0,7 mm dick). Die Festigkeit bei maximaler Belastung ist bei dem am schnellsten wachsenden Holz nicht so groß, sie ist maximal bei 14 bis 20 Ringen pro Zoll ( Ringe 1,3–1,8 mm dick) und wird wieder kleiner, wenn das Holz enger ringförmig wird. Der natürliche Abzug ist, dass Holz von erstklassigem mechanischem Wert 5 bis 20 Ringe pro Zoll (Ringe 1,3–5 mm dick) aufweist und dass Ein langsameres Wachstum führt zu einem schlechteren Bestand. Daher sollte der Inspektor oder Käufer von Hickory Holz mit mehr als 20 Ringen pro Zoll (Ringe mit einer Dicke von weniger als 1,3 mm) diskriminieren. Ausnahmen bestehen jedochim Falle eines normalen Wachstums in trockenen Situationen, in denen das langsam wachsende Material stark und zäh sein kann. "^[19]

Die Auswirkung der Wachstumsrate auf die Eigenschaften von Kastanienholz wird von derselben Behörde wie folgt zusammengefasst:

"Wenn die Ringe breit sind, erfolgt der Übergang von Frühlingsholz zu Sommerholz allmählich, während in den schmalen Ringen das Frühlingsholz abrupt in Sommerholz übergeht. Die Breite des Frühlingsholzes ändert sich also nur wenig mit der Breite des Jahresrings dass die Verengung oder Verbreiterung des Jahresrings immer auf Kosten des Sommerholzes geht. Die schmalen Gefäße des Sommerholzes machen es reich an Holzsubstanz als das aus breiten Gefäßen bestehende Frühlingsholz. Daher schnell wachsende Exemplare mit breiten Ringen haben mehr Holzsubstanz als langsam wachsende Bäume mit schmalen Ringen. Da je mehr Holzsubstanz das Gewicht und je größer das Gewicht desto stärker das Holz ist, müssen Kastanien mit breiten Ringen stärkeres Holz haben als Kastanien mit schmalen Ringen.Dies stimmt mit der akzeptierten Ansicht überein, dass Sprossen (die immer breite Ringe haben) besseres und stärkeres Holz liefern als Sämlingskastanien, deren Durchmesser langsamer wächst. "^[19]

In diffusporigen Hölzern

In den diffusporigen Hölzern ist die Abgrenzung zwischen den Ringen nicht immer so klar und in einigen Fällen für das bloße Auge fast (wenn nicht vollständig) unsichtbar. Umgekehrt kann es bei einer klaren Abgrenzung zu keinem merklichen Strukturunterschied innerhalb des Wachstumsrings kommen.

In diffusporigen Hölzern sind, wie bereits erwähnt, die Gefäße oder Poren gleichmäßig groß, so dass die Wasserleitfähigkeit über den Ring verteilt ist, anstatt sich im Frühholz zu sammeln. Der Effekt der Wachstumsrate ist daher nicht der gleiche wie in den ringporigen Hölzern und nähert sich eher den Bedingungen in den Nadelbäumen an. Im Allgemeinen kann festgestellt werden, dass solche Hölzer mit mittlerem Wachstum ein stärkeres Material liefern als wenn sie sehr schnell oder sehr langsam wachsen. Bei vielen Holzverwendungen steht die Gesamtfestigkeit nicht im Vordergrund. Wenn die Leichtigkeit der Arbeit geschätzt wird, sollte Holz im Hinblick auf seine Gleichmäßigkeit der Textur und die Geradheit der Maserung ausgewählt werden. Dies tritt in den meisten Fällen auf, wenn zwischen dem Latewood des Wachstums einer Saison und dem Frühholz der nächsten Saison nur ein geringer Kontrast besteht.

Monocot Holz

Strukturmaterial, das in seinen groben Handhabungseigenschaften gewöhnlichem "Dicot" - oder Nadelholz ähnelt, wird von einer Reihe von Monocot- Pflanzen hergestellt, und diese werden auch umgangssprachlich Holz genannt. Von diesen hat Bambus , botanisch gesehen ein Mitglied der Grasfamilie, eine beträchtliche wirtschaftliche Bedeutung, wobei größere Halme häufig als Bau- und Baumaterial und bei der Herstellung von technischen Fußböden, Paneelen und Furnieren verwendet werden . Eine weitere wichtige Pflanzengruppe, die Material produziert, das oft als Holz bezeichnet wird, sind die Palmen . Von viel geringerer Bedeutung sind Pflanzen wie Pandanus , Dracaena und Cordyline . Bei all diesem Material unterscheidet sich die Struktur und Zusammensetzung des verarbeiteten Rohmaterials erheblich von gewöhnlichem Holz.

Spezifisches Gewicht

Die aufschlussreichste Eigenschaft von Holz als Indikator für die Holzqualität ist das spezifische Gewicht (Timell 1986) ^[20], da sowohl die Zellstoffausbeute als auch die Holzfestigkeit dadurch bestimmt werden. Das spezifische Gewicht ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Masse eines gleichen Wasservolumens; Die Dichte ist das Verhältnis einer Masse einer Menge eines Stoffes zum Volumen dieser Menge und wird in Masse pro Stoffeinheit ausgedrückt, z. B. Gramm pro Milliliter (g / cm ³ oder g / ml). Die Begriffe sind im Wesentlichen äquivalent, solange das metrische System verwendet wird. Beim Trocknen schrumpft das Holz und seine Dichte nimmt zu. Mindestwerte sind mit grünem (wassergesättigtem) Holz verbunden und werden als spezifisches Grundgewicht bezeichnet (Timell 1986). ^[20]

Holzdichte

Die Holzdichte wird durch mehrere Wachstums- und physiologische Faktoren bestimmt, die zu „einer relativ leicht zu messenden Holzeigenschaft“ zusammengesetzt sind (Elliott 1970). ^[21]

Alter, Durchmesser, Höhe, radiales (Stamm-) Wachstum, geografische Lage, Standort und Wachstumsbedingungen, waldbauliche Behandlung und Samenquelle beeinflussen in gewissem Maße die Holzdichte. Variation ist zu erwarten. Innerhalb eines einzelnen Baumes ist die Variation der Holzdichte oft so groß oder sogar größer als die zwischen verschiedenen Bäumen (Timell 1986). ^[20] Variation des spezifischen Gewichts in der bole eines Baumes in entweder horizontaler oder vertikaler Richtung auftreten können.

Tabellarische physikalische Eigenschaften

In den folgenden Tabellen sind die mechanischen Eigenschaften von Holz- und Holzpflanzenarten einschließlich Bambus aufgeführt.

Holzeigenschaften: ^{[22] [23]}

Bambuseigenschaften: ^{[24] [23]}

Hart gegen weich

Es ist üblich, Holz entweder als Weichholz oder als Hartholz zu klassifizieren . Das Holz von Nadelbäumen (z. B. Kiefer) wird als Weichholz bezeichnet, und das Holz von Dikotyledonen (normalerweise Laubbäume, z. B. Eiche) wird als Hartholz bezeichnet. Diese Namen sind etwas irreführend, da Harthölzer nicht unbedingt hart und Weichhölzer nicht unbedingt weich sind. Die bekannte Balsa (ein Hartholz) ist tatsächlich weicher als jedes handelsübliche Weichholz. Umgekehrt sind einige Nadelhölzer (z. B. Eiben ) härter als viele Harthölzer.

Es besteht eine starke Beziehung zwischen den Eigenschaften von Holz und den Eigenschaften des jeweiligen Baumes, der es hervorgebracht hat. ^{[ Zitierweise erforderlich ]} Die Dichte des Holzes variiert je nach Art. Die Dichte eines Holzes korreliert mit seiner Festigkeit (mechanische Eigenschaften). Zum Beispiel ist Mahagoni ein mitteldichtes Hartholz, das sich hervorragend für die Herstellung feiner Möbel eignet, während Balsa leicht ist und sich daher für den Modellbau eignet . Einer der dichtesten Hölzer ist schwarzes Eisenholz .

Chemie

Die chemische Zusammensetzung von Holz variiert von Art zu Art, beträgt jedoch ungefähr 50% Kohlenstoff, 42% Sauerstoff, 6% Wasserstoff, 1% Stickstoff und 1% andere Elemente (hauptsächlich Calcium , Kalium , Natrium , Magnesium , Eisen und Mangan ). nach Gewicht. ^[25] Holz enthält in geringer Menge auch Schwefel , Chlor , Silizium , Phosphor und andere Elemente.

Holz hat neben Wasser drei Hauptbestandteile. Cellulose , ein kristallines Polymer aus Glucose, macht etwa 41–43% aus. Als nächstes kommt Hemicellulose im Überfluss vor , die bei Laubbäumen etwa 20%, bei Nadelbäumen etwa 30% beträgt. Im Gegensatz zur Cellulose sind es hauptsächlich Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen , die unregelmäßig miteinander verbunden sind. Lignin ist die dritte Komponente mit rund 27% in Nadelholz gegenüber 23% in Laubbäumen. Lignin verleiht die hydrophoben Eigenschaften, die die Tatsache widerspiegeln, dass es auf aromatischen Ringen basiert. Diese drei Komponenten sind miteinander verwoben und es bestehen direkte kovalente Bindungen zwischen dem Lignin und der Hemicellulose. Ein Hauptaugenmerk der Papierindustrie liegt auf der Trennung des Lignins von der Cellulose, aus der Papier hergestellt wird.

In chemischer Hinsicht spiegelt sich der Unterschied zwischen Hartholz und Weichholz in der Zusammensetzung des Ligninbestandteils wider . Hartholzlignin wird hauptsächlich aus Sinapylalkohol und Coniferylalkohol gewonnen . Nadelholzlignin wird hauptsächlich aus Coniferylalkohol gewonnen. ^[26]

Extrakte

Neben den strukturellen Polymeren , dh Cellulose , Hemicellulose und Lignin ( Lignocellulose ), Holz enthält eine große Vielzahl von nicht-strukturellen Bestandteilen, bestehend aus niedrigen Molekulargewicht , organischer Verbindungen , genannt Extraktivstoffe . Diese Verbindungen sind im extrazellulären Raum vorhanden und können mit verschiedenen neutralen Lösungsmitteln wie Aceton aus dem Holz extrahiert werden . ^[27] Analoger Gehalt ist im sogenannten Exsudat vorhanden, das von Bäumen als Reaktion auf mechanische Schäden oder nach einem Angriff durch Bäume erzeugt wirdInsekten oder Pilze . ^[28] Im Gegensatz zu den Strukturbestandteilen variiert die Zusammensetzung der Extrakte über weite Bereiche und hängt von vielen Faktoren ab. ^[29] Die Menge und Zusammensetzung der Extrakte unterscheidet sich zwischen Baumarten, verschiedenen Teilen desselben Baumes, und hängt von genetischen Faktoren und Wachstumsbedingungen wie Klima und Geographie ab. ^[27] Langsam wachsende Bäume und höhere Baumteile weisen beispielsweise einen höheren Gehalt an Extrakten auf. Im Allgemeinen ist das Weichholz reich an Extrakten als das Hartholz . Ihre Konzentration steigt vom Kambium bis zum Mark . Rinden und Zweigeenthalten auch Extrakte. Obwohl Extrakte einen kleinen Teil des Holzgehalts ausmachen, normalerweise weniger als 10%, sind sie außerordentlich vielfältig und charakterisieren somit die Chemie der Holzarten. ^[30] Die meisten Extrakte sind Sekundärmetaboliten und einige von ihnen dienen als Vorläufer für andere Chemikalien. Holzextrakte zeigen unterschiedliche Aktivitäten, einige von ihnen werden als Reaktion auf Wunden hergestellt und einige von ihnen sind an der natürlichen Abwehr gegen Insekten und Pilze beteiligt. ^[31]

Diese Verbindungen tragen zu verschiedenen physikalischen und chemischen Eigenschaften des Holzes bei, wie z. B. Holzfarbe, Duft, Haltbarkeit, akustische Eigenschaften, Hygroskopizität , Haftung und Trocknung. ^[30] Angesichts dieser Auswirkungen wirken sich Holzextrakte auch auf die Eigenschaften von Zellstoff und Papier aus und verursachen in der Papierindustrie vor allem viele Probleme . Einige Extrakte sind oberflächenaktive Substanzen und beeinflussen unvermeidlich die Oberflächeneigenschaften von Papier wie Wasseradsorption, Reibung und Festigkeit. ^[27] Lipophile Extrakte führen beim Kraftzellstoff häufig zu klebrigen Ablagerungen und können Flecken auf dem Papier hinterlassen. Extrakte berücksichtigen auch den Papiergeruch, der bei der Herstellung wichtig istMaterialien mit Lebensmittelkontakt .

Die meisten Holzextrakte sind lipophil und nur ein kleiner Teil ist wasserlöslich. ^[28] Der lipophile Teil der Extraktivstoffe, die kollektiv als Holz bezeichnet Harz enthält Fette und Fettsäuren , Sterole und Sterylester, Terpene , Terpenoide , Harzsäuren und Wachse . ^[32] Das Erhitzen von Harz, dh die Destillation , verdampft die flüchtigen Terpene und hinterlässt die feste Komponente - Kolophonium . Die konzentrierte Flüssigkeit flüchtiger Verbindungen wird während der Wasserdampfdestillation extrahiertwird ätherisches Öl genannt . Die Destillation von Oleoresin aus vielen Kiefern liefert Kolophonium und Terpentin . ^[33]

Die meisten Extrakte können in drei Gruppen eingeteilt werden: aliphatische Verbindungen , Terpene und Phenolverbindungen . ^[27] Letztere sind wasserlöslicher und fehlen normalerweise im Harz.

• Aliphatische Verbindungen umfassen Fettsäuren, Fettalkohole und deren Ester mit Glycerin , Fettalkoholen (Wachsen) und Sterolen (Sterylestern). Kohlenwasserstoffe wie Alkane sind ebenfalls im Holz vorhanden. Suberin ist ein Polyester aus Suberinsäuren und Glycerin, der hauptsächlich in Rinden vorkommt . Fette dienen als Energiequelle für die Holzzellen. ^[28] Das am häufigsten verwendete Holzsterin ist Sitosterol . Allerdings Sitostanol , Citrostadienol, Campesterol und Cholesterin sind auch sowohl im Laub- und Nadelholz beobachtet, obwohl in geringen Mengen. ^[27]
• Die wichtigsten Terpene in dem Weichholz vorkommenden umfassen Mono- , sesqui- und Diterpene . ^[28] Inzwischen ist die Terpenzusammensetzung des Hartholzes erheblich unterschiedlich und besteht aus Triterpenoiden , Polyprenolen und anderen höheren Terpenen. Beispiele für Mono-, Di- und Sesquiterpene sind α- und β-Pinene , 3-Caren , β-Myrcen , Limonen , Thujaplicine , α- und β- Phellandrene , α-Muurolen, δ-Cadinen , α- und δ-Cadinole, α- und β- Cedren , Juniperol , Longifolen , cis- Abienol, Borneol , Pinifolsäure, Nootkatin, Chanootin, Phytol , Geranyl-Linalool, β-Epimanool, Manoyloxid, Pimaral und Pimarol. Harzsäuren sind üblicherweise tricyclische Terpenoide , Beispiele dafür sind Pimarsäure , Sandaracopimarsäure, Isopimarsäure , Abietinsäure , Levopimarsäure , Palustrinsäure, Neoabietinsäure und Dehydroabietinsäure. Es werden auch bicyclische Harzsäuren wie Lambertiansäure, Kommuninsäure, Mercusinsäure und Secodehydroabietinsäure gefunden. Cycloartenol, Betulin und Squalen sind aus Hartholz gereinigte Triterpenoide . Beispiele für Holzpolyterpene sind Kautschuk ( cis- Polypren), Guttapercha ( trans- Polypren), Guttabalatá ( trans- Polypren) und Betulaprenole ( acyclische Polyterpenoide). ^{[27] [28]} Die Mono- und Sesquiterpene des Nadelholzes sind für den typischen Geruch von Kiefernwald verantwortlich . ^[27] Viele Monoterpenoide wie β-Myrcen werden zur Herstellung von Aromen und Duftstoffen verwendet .^[28] Tropolone , wie Hinokitiol und andere Thujaplicinen , sind in Decay -resistenten Bäume und Anzeige fungizide und insektizide Eigenschaften. Tropolone stark binden Metallionen und können Kochers verursachen Korrosion im Prozess Kraftpulpenprozesses . Aufgrund ihrer metallbindenden und ionophorer Eigenschaften sind besonders Thujaplicinen in Physiologie Experimenten verwendet. ^[34] Verschiedene andere in vitroEs wurden biologische Aktivitäten von Thujaplicinen untersucht, wie insektizide, bräunungshemmende, antivirale, antibakterielle, antimykotische, antiproliferative und antioxidative. ^{[35] [36]}
• Phenolverbindungen kommen insbesondere im Hartholz und in der Rinde vor. ^[28] Die bekanntesten phenolischen Holzbestandteile sind Stilbene (z. B. Pinosylvin ), Lignane (z. B. Pinoresinol , Conidendrin, Plicatsäure , Hydroxymatairesinol ), Norlignane (z. B. Nyasol , Pueroside A und B, Hydroxysugiresinol, Sequirin-C), Tannine ( zB Gallussäure , Ellagsäure ), Flavonoide (zB Chrysin , Taxifolin , Catechin , Genistein). Die meisten Phenolverbindungen haben fungizide Eigenschaften und schützen das Holz vor Pilzbefall . ^[28] Zusammen mit den Neolignanen beeinflussen die Phenolverbindungen die Farbe des Holzes. Harzsäuren und Phenolverbindungen sind die wichtigsten toxischen Verunreinigungen, die in den unbehandelten Abwässern aus dem Aufschluss vorhanden sind . ^[27] Polyphenolverbindungen sind eines der am häufigsten vorkommenden Biomoleküle, die von Pflanzen wie Flavonoiden und Tanninen produziert werden . Tannine werden in der Lederindustrie verwendet und haben gezeigt, dass sie unterschiedliche biologische Aktivitäten aufweisen. ^[30] Flavonoide sind sehr vielfältig und in der EU weit verbreitetPflanzenreich und haben zahlreiche biologische Aktivitäten und Rollen. ^[28]

Verwendet

Treibstoff

Holz wird seit langem als Brennstoff verwendet ^[37], was bis heute vor allem in ländlichen Gebieten der Welt der Fall ist. Hartholz wird Weichholz vorgezogen, da es weniger Rauch erzeugt und länger brennt. Das Hinzufügen eines Holzofens oder Kamins zu einem Haus wird oft als Ambiente und Wärme empfunden.

Konstruktion

Holz ist ein wichtiger Baustoff, seit Menschen Schutzhütten, Häuser und Boote bauen. Fast alle Boote wurden bis zum Ende des 19. Jahrhunderts aus Holz gefertigt, und Holz wird heute im Bootsbau häufig verwendet. Zu diesem Zweck wurde insbesondere Ulme verwendet, da sie dem Verfall standhielt, solange sie feucht gehalten wurde (sie diente auch als Wasserleitung vor dem Aufkommen modernerer Sanitärinstallationen).

Holz für Bauarbeiten verwendet wird , ist allgemein bekannt als Bauholz in Nordamerika. An anderer Stelle bezieht sich Holz normalerweise auf gefällte Bäume, und das Wort für gebrauchsfertige Bretter ist Holz . ^[39] Im mittelalterlichen Europa war Eiche das Holz der Wahl für alle Holzkonstruktionen, einschließlich Balken, Wände, Türen und Böden. Heute wird eine größere Vielfalt an Hölzern verwendet: Massivholztüren werden häufig aus Pappel , klein geknoteter Kiefer und Douglasie hergestellt .

Neue Wohnhäuser in vielen Teilen der Welt werden heute üblicherweise aus Fachwerkkonstruktionen hergestellt. Holzwerkstoffe werden zu einem immer größeren Teil der Bauindustrie. Sie können sowohl in Wohn- als auch in Gewerbegebäuden als strukturelle und ästhetische Materialien verwendet werden.

In Gebäuden aus anderen Materialien wird Holz immer noch als Trägermaterial verwendet, insbesondere im Dachbau, in Innentüren und deren Rahmen sowie als Außenverkleidung.

Holz wird üblicherweise auch als Schalungsmaterial verwendet, um die Form zu bilden, in die Beton während des Stahlbetonbaus gegossen wird .

Bodenbelag

Ein Massivholzboden ist ein Boden, der mit Brettern oder Latten aus einem einzigen Stück Holz, normalerweise einem Hartholz, verlegt ist. Da Holz hydroskopisch ist (es nimmt Feuchtigkeit von den Umgebungsbedingungen auf und verliert es), begrenzt diese potenzielle Instabilität effektiv die Länge und Breite der Bretter.

Massivholzböden sind in der Regel billiger als Holzwerkstoffe, und beschädigte Bereiche können wiederholt abgeschliffen und nachbearbeitet werden, wobei die Häufigkeit nur durch die Dicke des Holzes über der Zunge begrenzt wird.

Massivholzböden wurden ursprünglich für strukturelle Zwecke verwendet und senkrecht zu den Holzträgern eines Gebäudes (Balken oder Träger) verlegt. Massivholz wird immer noch häufig für Sportböden sowie für die meisten traditionellen Holzblöcke, Mosaike und Parkett verwendet .

Technische Produkte

Holzwerkstoffe, geklebte Bauprodukte, die für anwendungsspezifische Leistungsanforderungen "konstruiert" wurden, werden häufig in Bau- und Industrieanwendungen eingesetzt. Geklebte Holzwerkstoffe werden hergestellt, indem Holzlitzen, Furniere, Schnittholz oder andere Formen von Holzfasern mit Klebstoff zu einer größeren, effizienteren Verbundstruktureinheit zusammengefügt werden. ^[40]

Zu diesen Produkten gehören Brettschichtholz (BS - Holz), Holz Bauplatten (einschließlich Sperrholz , OSB - Platten und Verbundplatten), Furnierschichtholz (LVL) und andere strukturelle Verbundbauholz (SCL) Produkte, parallel Strand Lumber , und I-Balken. ^{[40] Zu} diesem Zweck wurden 1991 etwa 100 Millionen Kubikmeter Holz verbraucht. ^[3] Die Trends deuten darauf hin, dass Spanplatten und Faserplatten Sperrholz überholen werden.

Holz, das für den Bau in seiner ursprünglichen Form ungeeignet ist, kann mechanisch (in Fasern oder Späne) oder chemisch (in Zellulose) zerlegt und als Rohstoff für andere Baumaterialien wie Holzwerkstoffe sowie Spanplatten , Hartfaserplatten und Medien verwendet werden -Dichte Faserplatte (MDF). Solche Holzderivate sind weit verbreitet: Holzfasern sind ein wichtiger Bestandteil der meisten Papiere, und Cellulose wird als Bestandteil einiger synthetischer Materialien verwendet . Holzderivate können für Bodenbeläge verwendet werden, beispielsweise für Laminatböden .

Möbel und Utensilien

Holz wurde schon immer häufig für Möbel wie Stühle und Betten verwendet. Es wird auch für Werkzeuggriffe und Besteck wie Essstäbchen , Zahnstocher und andere Utensilien wie Holzlöffel und Bleistift verwendet .

Andere

Weitere Entwicklungen umfassen neue Ligninkleberanwendungen , recycelbare Lebensmittelverpackungen, Gummireifenersatzanwendungen, antibakterielle medizinische Wirkstoffe und hochfeste Stoffe oder Verbundstoffe. ^[41] Wenn Wissenschaftler und Ingenieure weiter lernen und neue Techniken entwickeln, um verschiedene Komponenten aus Holz zu extrahieren oder alternativ Holz zu modifizieren, beispielsweise durch Hinzufügen von Komponenten zu Holz, werden neue, fortschrittlichere Produkte auf dem Markt erscheinen. Die elektronische Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts kann auch den Holzschutz der nächsten Generation verbessern. ^[42]

Kunst

Holz wird seit langem als künstlerisches Medium verwendet . Es wird seit Jahrtausenden zur Herstellung von Skulpturen und Schnitzereien verwendet . Beispiele hierfür sind die Totempfähle, die nordamerikanische Ureinwohner aus Nadelbaumstämmen geschnitzt haben, häufig Western Red Cedar ( Thuja plicata ).

Andere Verwendungen von Holz in der Kunst umfassen:

• Holzschnitt Druckgrafik und Gravur
• Holz kann eine Oberfläche sein, auf der gemalt werden kann, beispielsweise beim Tafellackieren
• Viele Musikinstrumente bestehen größtenteils oder vollständig aus Holz

Sport- und Freizeitausrüstung

Viele Arten von Sportgeräten bestehen aus Holz oder wurden in der Vergangenheit aus Holz hergestellt. Zum Beispiel bestehen Cricketschläger normalerweise aus weißer Weide . Die Baseballschläger, die für die Verwendung in der Major League Baseball legal sind, bestehen häufig aus Eschenholz oder Hickory und wurden in den letzten Jahren aus Ahorn hergestellt , obwohl dieses Holz etwas zerbrechlicher ist. NBA-Gerichte bestehen traditionell aus Parkett .

Viele andere Arten von Sport- und Freizeitgeräten wie Skier , Eishockeyschläger , Lacrosse-Schläger und Bogenschießbögen wurden in der Vergangenheit üblicherweise aus Holz hergestellt, wurden jedoch seitdem durch modernere Materialien wie Aluminium, Titan oder Verbundwerkstoffe wie z als Glasfaser und Kohlefaser . Ein bemerkenswertes Beispiel für diesen Trend ist die Familie der Golfschläger, die allgemein als Wald bekannt sind und deren Köpfe traditionell aus Kaki hergestellt wurdenHolz in den frühen Tagen des Golfspiels, besteht heute jedoch in der Regel aus Metall oder (insbesondere bei Fahrern ) aus Kohlefaserverbundwerkstoffen.

Bakterienabbau

Über die Bakterien, die Cellulose abbauen, ist wenig bekannt. Symbiotische Bakterien in Xylophaga können beim Abbau von versunkenem Holz eine Rolle spielen. Alphaproteobakterien , Flavobakterien , Actinobakterien , Clostridien und Bacteroidetes werden seit über einem Jahr in untergetauchtem Holz nachgewiesen. ^[43]

Siehe auch

Verweise