Veredelung von Massivholz mit heißschmelzenden Wachsen

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Wachse werden in Verbindung mit Holz seit Jahrtausenden verwendet. Im Gegensatz zu den im Holzwerkstoffsektor verbreiteteten Wachsemulsionen werden heißschmelzende Wachse für Holzbehandlungen kaum verwendet.
In der vorliegenden Arbeit wurden 14 Wachse, Paraffine und wachsartige Stoffe in Voruntersuchungen (Eindringverhalten in Holz, kapillare Wasseraufnahme, Festigkeiten) getestet. Basierend auf diesen Erkenntnissen erfolgte eine engere Wachsauswahl. Diese Typen, die unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, Viskosität, Polarität oder Härte aufwiesen, wurden für weitere Holzimprägnierungen verwendet.
Das wachsbeladene Holz weist Porenanteile zwischen 8-12% auf, die im Parenchymgewebe und in den durch Wachsschrumpfung entstandenen Mikrokapillaren sowie Rissen in den Depositen lokalisiert werden. Die Verwendung von Quecksilberporosimetrie und Röntgentomographie zeigte, neben dem in der Literatur beschriebenen „Flaschenhalseffekt“, einen „Verschiebungseffekt“. Beide Effekte verzerren die Porengrößenverteilung im imprägnierten Holz zugunsten von Kapillaren mit kleinen Porendurchmessern. Bei Kiefernsplint (Pinus sylvestris) ist eine bessere Imprägnierbarkeit über die Radialfläche als über die tangentiale Richtung festzustellen. Wachs drang mehrere Millimeter tief in den Kern von Kiefer ein. Buche (Fagus sylvatica) ist nur wenige Millimeter tief über die lateralen Flächen mit Wachs zu imprägnieren. Eine längere Verweildauer von Buchenholz unter Vakuum-Druck führt über die Axialfläche zu einer tief reichenden und hohen Wachsaufnahme. Die drucklose in-situ Wachsausbreitung via Neutronenradiographie ergab für getrocknete Kiefer die Penetration vorzugsweise über das Spätholz, wobei den Hoftüpfeln der Quertracheiden eine besondere Leitungsfunktion zugeschrieben wird. In Buche fungierten die schmalen Spätholzgefäße als Leitvektoren.
Infolge der Wachseinlagerung steigen die Dichten der imprägnierten Hölzer mit ca. 1.000 kg m-³ auf das Niveau schwerer tropischer Kernhölzer an. Dadurch kommt es zu sehr hohen Steigerungen der Festigkeiten und Härten. Die Bruchschlagarbeit wird nicht negativ beeinträchtigt und im Falle von thermisch modifiziertem Holz um bis zu 67% gesteigert. Die kapillare Wasseraufnahme und Wasserdampfdiffusion wird zeitlich stark herabgesetzt.
Ein Befall durch Bläue und eine Vergrauung des wachsimprägnierten Holzes werden nicht verhindert. Während ihre Häufigkeit unverändert ist, verringern sich Breite und Tiefe auftretender Risse. Trotz moderater Masseverluste zeigen mikroskopische Untersuchungen und die Abnahme des E-Moduls, dass die Dauerhaftigkeit gegenüber holzabbauenden Pilzen nur mäßig verbessert wird. Laborversuche zur Termitenresistenz ergaben eine Verbesserung von „nicht dauerhaft“ auf „sehr bis mäßig dauerhaft“. Auswaschungsversuche führten zu einer mäßig dauerhaften Klassifizierung. Die Freilandtests ergaben einen deutlich reduzierten Masseverlust wachsimprägnierter Prüfkörper. Die Ergebnisse zeigen einen repellenten bis bioziden Effekt gegenüber Termiten, der abhängig vom verwendeten Wachstyp bzw. der Termitenart ist.