top of page

Robustheit von Laubholz-Verklebungen (RobKleb)

Aktualisiert: 28. März 2023




WHFF Projekt 2019.02

Projektleitung: Martin Arnold, Walter Risi

Das Wichtigste in Kürze

  • Im Projekt wurde der Einbezug von Kriterien der Robustheit zur Qualitätsbeurteilung bei der Holzverklebung untersucht

  • Folgende Ziel wurden durch das Projekt verfolgt: Definition von Robustheit im Kontext der Holzverklebung; Erarbeitung eines Konzeptes zur Quantifizierung der Robustheit bezüglich des Verklebungsprozesses und des Langzeitverhaltens; Identifizierung und Quantifizierung von relevanten Einflussfaktoren; Demonstration des Konzeptes bezüglich Verklebungsqualität anhand von Pilotuntersuchungen

  • Robustheit im Kontext der Holzverklebung wurde definiert als stabile Verklebungsqualität als Folge einer möglichst geringen Sensitivität der Klebstoffe und der verklebten Produkte gegenüber abweichenden oder wechselnden Produktions- und Nutzungsbedingungen.

  • Je nach Klebstofftyp oder spezifischem Produkt können andere Einflussgrössen massgebend für die Robustheit sein. Bei der Laubholzverklebung sind die Holzart, die Jahrringstellung der Fügeteile, die Holzfeuchte sowie der Pressdruck besonders wichtig

  • Der Einbezug von ‹Robustheit› als Qualitätskriterium bei der Entwicklung und Auswahl von Klebstoffen könnte zu einem verbesserten Verständnis der Laubholzverklebung und einer zuverlässigen, konstanten Verklebungsqualität beitragen

Projektbeschreibung

Die Verklebung ist eine Schlüsseltechnologie im modernen Holzbau. Für eine erfolgreiche praktische Nutzung ist aber nicht nur die (mechanische) Leistungsfähigkeit der Klebverbindungen ausschlaggebend, sondern ebenso deren Zuverlässigkeit, Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit. Insbesondere bei der Verklebung von Laubholz fehlen jedoch bisher umfassende Untersuchungen und Langzeiterfahrungen bezüglich Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit. Der damit verbundene Begriff der Robustheit ist eine wichtige Planungs- und Entscheidungsgrundlage im Ingenieur-Holzbau, welcher mit diesem Projekt auch in der Holzverklebung eingeführt werden soll.

Unter Robustheit versteht man im Allgemeinen die relative Unempfindlichkeit von Materialien oder Systemen gegenüber wechselnden Produktions- und Nutzungsbedingungen. Robustheit hat in verschiedenen Fachbereichen jedoch meist eine spezifische Bedeutung. Im Kontext der Holzverklebung wurde der Begriff bisher kaum verwendet. Robustheits-Konzepte scheinen hier besonders gut anwendbar in den Bereichen Verklebungsqualität und Langzeitverhalten.

Bezüglich Verklebungsqualität kann damit die Unempfindlichkeit des Verklebungsprozesses gegenüber Abweichungen von Standardbedingungen beschrieben werden, mit dem Ziel, Fehlverklebungen zu minimieren. Beim Langzeitverhalten steht die Sensitivität bezüglich Last- und Klimaschwankungen im Vordergrund, welche sich als Kriechverformung oder als Delaminierung von Klebfugen zeigt.


Das Projekt untersuchte den Einbezug von Kriterien der Robustheit zur Qualitätsbeurteilung bei der Holzverklebung, als Alternative zu einer engen Steuerung des Verklebungsprozesses respektive zur Einschränkung der Nutzungsbedingungen von verklebten Produkten.

Ausgangspunkt für die Projektarbeiten war eine spezifische Definition von Robustheit im Kontext der Holzverklebung, verbunden mit der Entwicklung eines entsprechenden Auswertungskonzeptes. Eine umfassende Quantifizierung der Robustheit des Verklebungsprozesses und des Langzeitverhaltens erforderten allerdings sehr umfangreiche Versuchsdaten, welche weit über den Rahmen des vorliegenden Projektes hinausgingen. Daher zielte das Projekt darauf ab, anhand von ausgewählten Pilotversuchen ein mögliches Untersuchungskonzept vorzuschlagen und zu testen. Dieses Konzept wurde ergänzend auch auf bereits publizierte Ergebnisse aus anderen Forschungsprojekten angewendet. Der Fokus lag dabei auf Beispielen für den Verklebungsprozess. Fragestellungen bezüglich Langzeitverhalten könnten mit analogen Ansätzen untersucht werden.

Schlussfolgerungen

Die wichtigsten Ergebnisse werden nachfolgend zusammengefasst.

Robustheit im Kontext der Holzverklebung wurde definiert als stabile Verklebungsqualität als Folge einer möglichst geringen Sensitivität der Klebstoffe und der verklebten Produkte gegenüber abweichenden oder wechselnden Produktions- und Nutzungsbedingungen.

Die Verklebungsqualität bei der Produktion ist primär das Ergebnis gut aufeinander abgestimmter Einzelkomponenten und Prozessparameter. Beim Langzeitverhalten müssen zusätzlich Last- und Klimaschwankungen sowie Alterungsphänomene berücksichtigt werden.


Die etablierten, in den Klebstoff- und Produktenormen für den tragenden Holzbau festgelegten Qualitäts-Prüfungen und -Merkmale sind für eine Quantifizierung gut geeignet. Je nach Fragestellung können auch zusätzliche Messgrössen einbezogen werden.

Klebstoffe sind bezüglich ihrer Robustheit unterschiedlich. Die Verklebungsqualität ist immer abhängig von den jeweiligen konkreten Materialkombinationen. Die grundsätzlichen Eigenschaften der verschiedenen Klebstoffklassen wiederspiegeln sich natürlich in der Robustheit. Die im Bericht angeführten Beispiele zeigen aber auch grosse Unterschiede bei der Verklebungsqualität zwischen verschiedenen Produkten des gleichen Klebstofftyps. Und schliesslich können Klebstoffe auch gegenüber den verschiedenen Qualitätsmerkmalen unterschiedlich robust sein.

Je nach Klebstofftyp oder spezifischem Produkt können andere Einflussgrössen massgebend für die Robustheit sein. Bei der Laubholzverklebung sind die Holzart, die Jahrringstellung der Fügeteile, die Holzfeuchte sowie der Pressdruck besonders wichtig.


Die Frage, ob Klebstoffe gleichzeitig robust sein können bezüglich Verklebungsqualität und Langzeitverhalten, konnte im Rahmen dieses Projektes nicht detailliert untersucht werden. Es wurde allerdings angenommen, dass nur eine anfänglich einwandfreie Verklebungsqualität zu einem erwartungsgemässen und zuverlässigen Langzeitverhalten führt.

Effekte von Einflussfaktoren sind immer abhängig von den spezifischen Materialkombinationen und daher sollten Generalisierungen nur mit Vorsicht vorgenommen werden. Um Unterschiede bei den vorgeschlagenen Robustheits-Kenngrössen richtig zu interpretieren, sollten die untersuchten Effekte immer anhand der absoluten Messdaten eingeordnet werden. Dadurch kann verhindert werden, dass absolut gesehen geringe Effekte, welche aber Robustheits-Unterschiede zeigen, überbewertet werden.


Schlussfolgernd wurde von den Autoren vorgeschlagen, dass der Robustheits-Ansatz als Ergänzung respektive Alternative zu einer engen Steuerung des Verklebungsprozesses hinzugezogen wird. Damit könnten Einschränkung der Herstellungs- und Nutzungsbedingungen von verklebten Produkten gezielter formuliert und neue Ansätze für Optimierungen entwickelt werden (z.B. durch Verbesserungen bezüglich kritischen Verklebungsparametern).



Vollständiger Bericht zum Download:

2019.02_SB_Arnold_RobKleb-2021
.pdf
PDF herunterladen • 6.69MB

Hier finden Sie mehr Informationen zum Projekt: ARAMIS







20 Ansichten

Comments


bottom of page