Schwindmaß (Holz)


Schwindmaß (Holz)

Schwind- und Quellmaß sind Kennwerte für die hygroskopischen Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffe, die die Dimensionsveränderung eines Werkstücks abhängig vom Wassergehalt beschreiben. Als Schwindmaß wird die Veränderung bei der Abgabe der enthaltenen Feuchte bezeichnet (Schwindung), das Quellmaß bezeichnet die Veränderung bei der Feuchteaufnahme (Quellung). Zwischen den verschiedenen Holzarten bestehen teilweise große Unterschiede im Quellverhalten, außerdem steigt die Quellung mit zunehmender Rohdichte. Einige Holzarten, wie z. B. Teak haben aufgrund der Einlagerung hydrophober Substanzen ein geringes Schwindmaß.

Arten und Kenngrößen

Quell und Schwindmaß werden für die drei Hauptschnittrichtungen des Werkstoffs angegeben. Dabei ist die Veränderung in Längsrichtung bzw. in Faserrichtung gering, während die Veränderung in Radialrichtung, also in Richtung der Holzstrahlen, zwischen 10 und 20mal und in Tangentialrichtung 15- bis 30mal stärker ist. Eine Quellung ist dabei nur bis zu maximalen Feuchtesättigung der Fasern möglich.

Als Kenngröße spielt in der Holzverarbeitung vor allem das maximale Quell- und Schwindmaß eine herausragende Rolle. Es beschreibt den Unterschied zwischen maximal gequollenem Zustand zum vollständig getrocknetem Zustand, dem so genannten Darrzustand. Eine weitere Kenngröße ist die differentielle Quellung, die angibt, um wie viel Prozent sich die Dimension pro Prozentpunkt Holzfeuchteänderung verändert.

Praktische Relevanz

Schwindungsrisse in Holz

Das Quell- und Schwindverhalten von Hölzern muss bei der Holzverarbeitung dringend berücksichtigt werden, da es bei einer Verhinderung der Quellung und Schwindung zu inneren Spannungen, Verformungen und Rissen kommen kann. Entsprechend werden für unterschiedliche Zwecke Richtwerte für Holzfeuchten angegeben, die etwa bei Inneneinbauten und Wohnraummöbeln zwischen 8 und 12 und bei Bauholz bei 12 bis 18 % liegen. Aufgrund der unterschiedlichen Quellungen in verschiedene Richtungen und verschiedenen Dichten (Quellungsanisotropie) kann sich Holz mit überwiegend tangential oder schräg verlaufenden Jahrringen verziehen, Dichteunterschiede führen teilweise zu Oberflächenveränderungen.

Bei eingespannten Holzwerkstücken entsteht ein Quelldruck, der bei zunehmender Dichte ansteigt und zum Bsp. zur Sprengung von Steinen führen kann. Ein großer Teil des Drucks wird innerhalb des Werkstücks abgebaut, im Labor konnten jedoch Quelldrücke von bis zu 30 N/mm2 bestimmt werden.

Durch Wärmebehandlung wie beim Thermoholz und chemische Holzmodifikation wie bei der Holzacetylierung kann das hygroskopische Verhalten stark reduziert werden. Auch Beschichtungen, Lackierungen und andere Holzbehandlungen reduzieren die Wasseraufnahme und wirken so einer Quellung des Holzes entgegen.

Literatur

  • André Wagenführ, Frieder Scholz (Hrsg.): Taschenbuch der Holztechnik. Carl Hanser Verlag, Leipzig 2008; S. 82-84. ISBN 978-3-446-22852-8.