Tagung – Neue Perspektiven in der Holzverklebung

Der Verklebung gehört die Zukunft  

Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe, stirnseitige Verklebung von Holzbauteilen, Verhalten von Klebstoffen bei modifiziertem Holz: Vielseitigkeit und Praxisbezug kennzeichneten die 2. Fachtagung «Neue Perspektiven in der Holzverklebung». Mit rund 100 Teilnehmenden aus dem deutschsprachigen In- und Ausland bewies die Tagung erneut ihren Stellenwert als wichtigste Schweizer Plattform zum Thema.

Autor: Charles von Büren

Kleben ist wie Schweissen oder Löten ein stoffschlüssiges Fügeverfahren. Mittels Kleben werden Fügeteile miteinander verbunden. Im Holzbereich ist der Klebstoff eine wichtige Komponente für Werkstoffe, Möbel und Holzbau. Zudem basieren die meisten Holzwerkstoffe auf Verklebung: Span- und Faserplatten, Sperrholz, Brettschichtholz oder Brettsperrholz. Verkleben und Holz sind damit untrennbare Themen.

Schweizer Plattform mit internationaler Ausstrahlung

Spezialisten aus der Forschung und Vertreter der einschlägigen Industrie bestritten gemeinsam die zweite Fachtagung «Neue Perspektiven in der Holzverklebung» am 31. Oktober 2018 in Biel. Neu griff die Tagung auch das Thema «Klebstoffe für die Produktion von Holzwerkstoffen» auf. Die Schwerpunkte setzten die Organisatoren der Berner Fachhochschule (BFH) beim Kleben im Holzbau, beim Kleben von modifiziertem Holz und bei Vollholz mit Tannin und mit biobasierten Klebstoffen in Holzwerkstoffen. Vorgestellt wurden zudem Entwicklungsarbeiten der BFH mit Industriepartnern, so etwa die Stirnverklebung und dynamisch beanspruchte Klebfugen. Namhafte internationale Vertreter des Fachgebiets bereicherten die Tagung als Referenten, darunter Klaus Richter von der TU München und Holger Militz von der Universität Göttingen, sowie Manfred Dunky, tätig für die Kronospan-Gruppe in Österreich, und ein profunder Kenner biobasierter Klebstoffe. Neben der Weiterbildung und Information war der Austausch von Erfahrungen ein wichtigstes Ziel der von rund 100 Teilnehmenden aus dem deutschsprachigen In- und Ausland besuchten Fachtagung. Dazu hatten die Teilnehmenden an der begleitenden Fachausstellung ausgiebig Gelegenheit. Die nächste Fachtagung «Neue Perspektiven in der Holzverklebung» wird im Herbst 2020 stattfinden.

Herausforderungen in der Holzverklebung

Prof. Dr. Klaus Richter (TU München) stellte zu Beginn seines Referats fest: Den Standard in der Klebetechnologie im Holzbereich beherrschen wir heute weitgehend. Dieser Feststellung fügte er Überlegungen zu Hochleistungsverklebungen an, die, wenn sie lastübertragende Funktionen wahrnehmen, hohe Anforderungen hinsichtlich Sicherheit zu erfüllen haben. Mittlerweile bestehen hier auch klare bauaufsichtliche Normen. Bei Verklebungen, die Hochleistungen zu erbringen haben, ist auch ihr Langzeitverhalten grundlegend. Die Wissenschaft ziele darauf ab, die Mechanismen der Verklebung zu verstehen, zu steuern und letztlich zu verantworten, betonte Richter. Und: Künftig werde die Gesetzgebung die Verklebung weiter fordern, z. B. hinsichtlich Einsatz von Formaldehyd. Auch die Rohstoffverfügbarkeit ist bei einem Anteil von 98 Prozent fossiler Ressourcen in diesem Bereich ein Thema. Die Rohstoffvielfalt an Hölzern (Laubholz, Altholz, Bambus, Palmen, modifizierte Hölzer) mache die Verklebung komplexer. Die noch offenen Themen und Fragen in den Bereichen Chemie, Langzeitverhalten und Anwendungstechnologie seien zahlreich und gehen teilweise über den Holzbereich hinaus, führte Richter abschliessend aus.

Verhalten von Klebstoffen

Modifizierte Hölzer – chemisch, thermisch, enzymatisch oder mechanisch – bedingen eine Vielfalt von Überlegungen bei der Verklebung, erläuterte Prof. Dr. Holger Militz (Universität Göttingen), der führende Wissenschaftler auf dem Gebiet der Holzmodifizierung. Das Verhalten der Klebstoffe und auch das Verhalten bei Feuchteeinwirkung seien bei modifiziertem Holz anders als bei unbehandeltem Holz. Untersucht wurden die Auswirkungen auf das mechanische Verhalten und die Verklebungseigenschaften, ausserdem auch Laserbehandlungen. Die hier gewonnen Kenntnisse seien für die Holzverwendung schon deshalb relevant, weil die Anwendung von modifiziertem Holz zumeist auf Verkleben beruht, betonte Militz.

Perspektive Hotmelts?

Christian Garbin (artimelt AG, Sursee) ging der Frage nach ob der Einsatz von Hotmelts (Heissleim oder Heisskleber) Perspektiven für die Holzverklebung eröffnet. Untersucht wurde der mögliche Einsatz von Schmelzklebstoffen anstelle von Butylklebebändern. Thema ist auch «Debonding on Demand», ein Klebeverfahren, das ein späteres Trennen der Teile erleichtert. Dies sei im Hinblick auf Recycling von Bauteilen zunehmend ein wichtiges Thema. Der Beitrag zeigte somit Lösungsansätze aus dem «nichtholztechnologischen» Bereich auf.

Biobasiert statt erdölabhängig

Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe zielen darauf ab, Formaldehydemissionen und die Abhängigkeit von petrochemischen Rohstoffen zu verringern. Dr. Manfred Dunky (Kronospan Gruppe, Salzburg) stellte fest, dass Bio-Kleber die Anforderungen an Verklebungen im Baubereich noch kaum erfüllen und für den industriellen Einsatz in wirklich grossen Mengen (Millionen Tonnen) verfügbar sein müssten. Proteinklebstoffe zu entwickeln sei möglich. Lignin stehe in ausreichenden Mengen zur Verfügung und wurde auch seit Jahren als Bindemittel untersucht. Die industriell erforderlichen Eigenschaften seien aber noch nicht genügend entwickelt, so Dunky. Die heute industriell eingesetzten Klebstoffe nutzen Formaldehyd – eine Substanz, deren krebserregende Wirkung heute als unbestritten gilt. Dr. Reto Frei (BFH) zeigte auf, wie Hydroxymethylfurfural (HMF) als Alternative zu Formaldehyd eingesetzt werden könnte. HMF lässt sich durch eine Synthese aus Cellulose gewinnen, ist also ein 100% biobasierter Klebstoff. Die BFH verfolgt gemeinsam mit Avalon-Industries ein einschlägiges Forschungsprojekt, das durch Innosuisse unterstützt wird. Der Weg zur industriellen Nutzung sei aber nicht einfach und verlange Geduld, so Frei.

Sorgfalt bei Materialwahl

Die Einflüsse auf die Emissionen von Holz und wichtigen Holzwerkstoffen im Bauwesen und beim Möbelbau waren Thema der Erörterungen von Dr. Ingo Mayer (BFH). Die Unterschiede sind teilweise markant. OSB-Platten aus Kiefernholz weisen beispielsweise eine weit höhere Emissionsrate auf als MDF-Platten, Spanplatten und 3-Schichtplatten. Mayer zeigte aber auch auf, dass keinerlei gesundheitliche Gefahren durch Emissionen holzeigener VOC (Volatile Organic Compounds / schwer flüchtige, organische Verbindungen) aus Holzwerkstoffen zu befürchten sind. Die toxikologisch begründeten Richtwerte mit Wirkung auf Menschen bleiben deutlich unterschritten und auch Expositionsstudien ergaben keine Anhaltspunkte für gesundheitliche Beeinträchtigungen. Mayer empfiehlt trotzdem, bei der Materialwahl im Holzbau Sorgfalt walten zu lassen. Er verwies dazu auf die Liste der Lignum: «Holzwerkstoffe zur Verwendung im Innenraum». Er empfahl weiter, ein Gesamtkonzept (Materialwahl, Konstruktion, Lüftung) zu erarbeiten, das auch berücksichtigt, dass bei mehrschichtigem Aufbauten die Barrierewirkung von z. B. Gipsfaserplatten und Anstrichen gering bleibt.

Arbeiten der BFH mit Industriepartnern

Bindemittel auf Basis natürlicher Rohstoffe seien auch in der holzverarbeitenden Industrie zunehmend ein Thema, so Dr. Frédéric Pichelin (BFH). Holzrinde, meistens für Energienutzung oder als Mulch verwendet, enthalte interessante Phenolkomponenten. Der grosse Vorrat an Schwarzkiefer (Pinus Nigra subsp. Larico) in Italien werfe auch die Frage auf, ob eine anteilige Substitution mit Tanninen in Phenolklebstoffen in der Massivholzverklebung möglich ist. Versuche haben gemäss Pichelin ergeben, dass eine Substitution von PRF (Phenol-Resorcin-Formaldehyd Klebstoffen) teilweise möglich ist. Geprüft wurden die Delaminierungsbeständigkeit und die Scherfestigkeit. Es sei möglich, 10 bis 20 Prozent Rindenpulver in den Klebstoff zu bringen, ohne die Verklebung nachteilig zu beeinflussen. Derzeit werden weitere Einsatzmöglichkeiten und der mögliche Einfluss auf die Emission von Formaldehyd untersucht.

Timber Structures 3.0

Herkömmliche Holzkonstruktionen tragen Lasten über Balkenlagen oder Wände ab. Die Firma Timber Structures 3.0 AG (Thun) sucht gemeinsam mit der BFH einen neuen Weg. Dazu verklebt sie Holzbauteile aus Voll-, Brettschicht- oder Sperrholz stirnseitig, um so punktgestützte, mehrachsig tragende Platten oder Faltwerke in beliebiger Form und Grösse herzustellen. René Wicki (Timber Structures 3.0) und Adam Themessl (BFH AHB) stellten das unter Mitarbeit des Klebstoffherstellers Henkel & Cie. AG und der ETH Zürich erarbeitete Konzept detailliert vor. Zwei Langzeit-Versuchsbauten in Biel und in Zürich testen das neue Holzbausystem unter Dauerlast. Wicki und Themessl sprachen von einer «neuen Generation des Holzbaus». Zwei Prototypen sind in Thun und in Grossaffoltern bereits im Bau.

Klebstoff-Ermüdung bei hochbeanspruchten Holzbauteilen

Einkomponenten-Polyurethan-Klebstoffe (1K-PUR) sind längst bekannt und im Einsatz. Caspar Clerc (BFH) und Dr. Sébastian Josset (Henkel & Cie. AG) gingen der Frage nach, welche Auswirkungen dynamische Belastungen für hochbeanspruchte Holzbauteile haben (Hochhäuser, Windkraftanlagen). Über Klebstoff Ermüdung gibt es erst wenig Forschung und Holz Normen berücksichtigen dies kaum. Ein Innosuisse-Projekt (18958.1) geht nun diesen Fragen nach. Die bisherigen Tests legen es nahe, weitere Aspekte der Ermüdung zu untersuchen, insbesondere zum Thema Rissausbreitung und Einfluss der Feuchte.

Fazit und Ausblick

Frédéric Pichelin würdigte abschliessend die Tagungsergebnisse. Er betonte, dass Holz ein Stoff mit zahlreichen Varietäten ist und im Bauwesen in Konkurrenz zu Stahl und Beton steht. Sein erfolgreicher Einsatz beim Bauen ist wesentlich mit Verbindungen wie den Verklebungen verbunden. Die neun Präsentationen haben unterschiedliche Aspekte beleuchtet und bestätigten letztlich den einleitenden Satz von René Graf, Direktor Departement Architektur, Holz und Bau der Berner Fachhochschule: «Im Bereich Holz gehört die Zukunft der Verklebung.»

 

 

 
Rund 100 Teilnehmende aus dem deutschsprachigen Raum nahmen an der Tagung in Biel teil.
Foto: Berner Fachhochschule BFH
Download
Univ.-Doz. DI Dr. Manfred Dunky, (Kronospan) erläuterte Möglichkeiten biobasierter Klebstoffe für Holzwerkstoffe.
Foto: Berner Fachhochschule BFH
Download
Titelbild der Veranstaltung: Leimauftragsma-schine für PUR
Foto: Henkel & Cie. AG, Sempach Station
Download
TS3-Prüfstand an der Berner Fachhochschule in Biel.
Foto: Berner Fachhochschule BFH
Download

 

 

 

Träger




Apéro-Sponsor

Kaffee-Sponsor

     

 

Aussteller

     

 

Partner

 

 

 

> Förderverein Holzwerkstoff- und Holzleim-Forschung e.V.

 Medienpartner

     




Die nächste Fachtagung Holzverklebung findet im Herbst 2020 statt. 

Das Verkleben gewinnt zunehmend an Bedeutung. Moderne Holzwerkstoffe, Holzbauten und Möbel sind ohne eine zuverlässige Verklebung undenkbar. Die Tagung befasst sich mit Klebstoffsystemen, Technologien der Verarbeitung, Anwendungsbeispielen aus dem Holzbau sowie neusten Erkenntnissen aus der Forschungs- und Entwicklungsarbeit. 

Die Fachtagung ist ein wichtiger Treffpunkt für alle Akteure der Holzwirtschaft, die sich mit dem Thema Verklebung befassen und sich über Innovationen und Trends austauschen wollen. 

Zielpublikum
Angesprochen werden Bauingenieure, Holzingenieurinnen, Holztechniker, Unternehmerinnen und Fachleute aus der Holzverarbeitung, des Holzbaus und des Innenausbaus.

Veranstalterin
Berner Fachhochschule, Architektur, Holz und Bau

Veranstaltungsort
Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau, Solothurnstrasse 102, 2504 Biel

Datum
Herbst 2020

Kosten 
CHF 390.– inkl. (elektronische) Tagungsunterlagen und Verpflegung

Auskunft und Anmeldung
Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau, Biel
Sekretariat Weiterbildung
Telefon +41 32 344 03 30
wb.ahb(at)bfh.ch


Anmeldeschluss: Vier Wochen vor der Tagung. 

Fachausstellung
In der Fachausstellung, die parallel zu den Referaten stattfindet, können Sie sich über neue Produkte und Lösungsansätze informieren.