abgeschlossene Promotionen & Habilitationen

Dissertation

Sämtliche holztechnologische Prozesse sowie grundsätzlich alle physikalischen Eigenschaften des Holzes werden in hohem Maße von seinem strukturellen Aufbau beeinflusst. Dabei sind die Stofftransportvorgänge im Material offenbar die bedeutsamsten Einflussgrößen zur Charakteristik der physikalischen Eigenschaften des Holzes. Beispielsweise wird in der Bauphysik den quantitativen und qualitativen Kenngrößen der Porenstruktur sowie der diffusiven und kapillaren Feuchtebewegung besondere Beachtung geschenkt. Zur Beschreibung und Beurteilung des hygrothermischen Verhaltens von Baukonstruktionen werden diese Parameter zunehmend mithilfe von computergestützten Simulationswerkzeugen berücksichtigt. Dabei sind steigende Qualitätsanforderungen zu deren experimentellen Ermittlung zwingend notwendig.rnUm dieser Notwendigkeit nachzukommen, wurden im Rahmen der Dissertation gezielt verschiedene Methoden zur quantitativen Bestimmung der Reindichte, Porosität, Porengrößenverteilung und kapillaren Wasserbewegung im Holz evaluiert, getestet und weiterentwickelt. Dies war erforderlich, da diese Methoden zum Teil bisher nur in der Baustoff- und Bodenkunde Anwendung fanden und auf Holz mit seinem inhomogenen sowie anisotropen strukturellen Aufbau nicht ohne weiteres übertragen werden konnten. Dazu kamen drei anatomisch völlig unterschiedlich aufgebaute Modellholzarten Fichte, Ahorn und Esche zum Einsatz. Neben der Untersuchung der Porenstruktur sowie kapillaren Wasserbewegung im nativen Holz erfolgte darüber hinaus die Bestimmung der Veränderung der Materialkenngrößen infolge einer thermischen Modifikation des Holzes. Dazu wurden Zwillingsproben bei 200 °C und einer Behandlungszeit von 4 h unter Stickstoffatmosphäre thermisch modifiziert.rnAusgehend davon bestand die Zielstellung der Arbeit in der Erstellung einer Basis hinsichtlich qualitativ hochwertiger Prüfmethoden zur Charakterisierung von Holz sowie der Bereitstellung daraus ermittelter Kennwerte zur Berechnung bauphysikalischer Prozesse, insbesondere zum hygrothermischen Verhalten im Einsatz als Baustoff. Dabei lag zunächst der Fokus auf der Bestimmung der Reindichte, Porosität und Porengrößenverteilung, insbesondere in Abhängigkeit des klimatischen Zustands des nativen und thermisch modifizierten Holzes. Dem-zufolge wurden die einzelnen Prüfmethoden in ihrer Funktionsweise und bisherigen Anwendung in der Forschung detailliert beschrieben und im Rahmen von umfangreichen Voruntersuchungen analysiert. Die daraus abgeleiteten Erkenntnisse flossen dann in die Hauptuntersuchungen zur Ermittlung der jeweiligen Materialkenngrößen ein. Fortführend erfolgten darüber hinaus verschiedene Untersuchungen zur kapillaren Wasserbewegung im Holz in longitudinaler Hauptschnittrichtung. Ergänzend dazu wurden rasterelektronenmikroskopische (ESEM) Untersuchungen sowie Sorptionsanalysen mithilfe der dynamischen Wasserdampfsorption durchgeführt. Die erzielten Resultate hieraus wurden in den entsprechenden Kapiteln zur Darstellung der Ergebnisse und deren Diskussion mit den Messwerten der Untersuchungen zur Porenstruktur direkt in Zusammenhang gebracht.

Holzmodifizierung, Thermoholz