imported>Leyo: Linkfix (Ph-Wert → pH-Wert)

2026-03-29T20:34:42Z

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[[Datei:Thermoholz.jpg|mini|hochkant=1.6|[[Thermoholz]] [[Buchenholz|Buche]] links auf 200 °C erhitzt, in der Mitte auf 190 °C, rechts unbehandelt ([[Rotkern]])]]
'''Holzmodifikation''', auch '''Holzmodifizierung''' im engeren Sinne bezieht sich auf die langfristig wirksame Verbesserung der [[Dauerhaftigkeit]] und [[Dimensionsstabilität]] von [[Holz]] durch chemische und [[Thermisch modifiziertes Holz|thermische Behandlungsverfahren]], die eine kontrollierte chemische Veränderung bestimmter Holzinhaltsstoffe möglichst im gesamten Holzquerschnitt bewirken.
Im weiteren Sinne können auch andere [[Imprägnierung]]sverfahren, insbesondere durch [[Imprägnierharz]]e, zur Holzmodifikation gezählt werden, welche bestimmte Holzeigenschaften deutlich verändern.

In erster Linie soll eine Besiedlung durch holzabbauende Pilze oder Insekten verzögert werden. Im Idealfall kann dann auf [[biozid]]e [[Holzschutzmittel]] vollständig verzichtet werden oder eine Behandlung ist nur noch an den Schnittkanten erforderlich.
Die Behandlung führt auch zur Veränderung anderer Holzeigenschaften, z. B. die Herabsetzung der [[Ausgleichsfeuchte]], eine größere [[Dimensionsstabilität]], eine Erhöhung oder Herabsetzung der [[Biegefestigkeit]] sowie die Optik und Abriebfestigkeit der Holzoberfläche.

== Einfluss auf die Holzeigenschaften ==
Je nach Intensität der Behandlung kann sich die Dichte von [[Furfuryliertes Holz|furfuryliertem]], [[Acetyliertes Holz|acetyliertem]] und [[kunstharz]]-getränktem Nadelholz um bis zu 50 % erhöhen.<ref name="LK" />

Die Wasseraufnahme von [[Furfuryliertes Holz|furfuryliertem]], [[Acetyliertes Holz|acetyliertem]] und [[kunstharz]]-getränktem Nadelholz kann sich bis auf die Hälfte der natürlichen Aufnahme reduzieren. Die Behandlung mit Wasserglas kann demgegenüber sogar einen negativen ([[hydrophil]]en) Einfluss haben, insbesondere wenn sie mit einer thermischen Behandlung kombiniert wird. Indem bei der Holzmodifikation im engeren Sinne eine chemische Veränderung der Zellwände erreicht wird, verändert sich auch das Maß, in dem die Wasseraufnahme einen Einfluss auf die [[Dimensionsstabilität]] (Quellen und Schwinden) des Holzes hat.
Das durch die Wasseraufnahme bewirkte Quellverhalten von acetyliertem Holz kann sich bis auf weniger als 20 % des ursprünglichen Wert reduzieren, das von furfuryliertem auf etwa 30 %. Die Quellung von mit Wasserglas sowie thermisch behandeltem Holz kann sich um mehr als 30 % reduzieren. Kunstharz-getränktes Holz zeigt oft nur eine kurzfristige und geringfügige Verbesserung des Quell- und Schwindverhaltens.<ref name="LK">Ville Lahtela, Timo Kärki: ''Determination and comparison of some selected properties of modified wood'' ([http://www.woodresearch.sk/wr/201505/08.pdf PDF-Datei]), Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland. Publikation ''Wood Research'', 60 (5): 2015, 763-772, eingereicht im Mai 2015. In: woodresearch.sk</ref>

Allgemein vergraut die der Witterung ausgesetzte Holzoberfläche, da [[Lignin]] und andere Inhaltsstoffe durch Schlagregen ausgewaschen werden, so dass vermehrt helle Zellulosefasern die Färbung der Holzoberfläche bestimmen.
Bereits kleine Variationen der Parameter von einzelnen Behandlungsverfahren können eine deutliche Auswirkung auf Helligkeit und Farbigkeit der bewitterten Holzoberfläche haben, so dass sich nur eine grobe Einschätzung des Einflusses auf das Bewitterungsverhalten treffen lässt.
[[Acetyliertes Holz]] vergraut schneller und deutlicher als unbehandeltes Holz, [[furfuryliertes Holz]] vergraut jedoch mit Abstand am stärksten. Mit Wasserglas und mit [[Kunstharz]] getränktes Holz zeigt je nach Behandlungsverfahren ein sehr unterschiedliches Verhalten.<ref name="LK" />

Die Biegefestigkeit von [[Furfuryliertes Holz|furfuryliertem]] und [[Acetyliertes Holz|acetyliertem]] Holz weicht in der Regel nur wenig von unbehandeltem Holz ab. Holz, welches auf über 180 °C erhitzt wird, verliert in der Regel an Festigkeit. Der hohe [[pH-Wert]] von Wasserglas führt bei erhöhten Temperaturen zur [[Hydrolyse]] der [[Polysaccharide]] der Zellwände, wodurch ein Festigkeitsverlust eintritt.<ref name="LK" />

== Thermisch-physikalische Verfahren oder Hitzebehandlungsverfahren ==
{{Hauptartikel|Thermisch modifiziertes Holz}}
Bei Temperaturen über 150 °C kommt es zu [[Hydrolyse|hydrolytischen Spaltungen]] und [[Kondensation]]sreaktionen. Durch den teilweisen Abbau von Zellwandkomponenten weist [[Thermisch modifiziertes Holz]] (Thermoholz) eine geringere Dichte und Festigkeit auf als unbehandeltes Holz. Die [[Dauerhaftigkeit]] des Holzes nimmt in der Regel mit Temperatur und Expositionszeit der Behandlung zu, während die Festigkeit des Holzes abnimmt. Hitzebehandeltes Holz verfärbt sich dunkel. Es wird auch als Thermoholz bezeichnet.<ref>[http://www.waldwissen.net/waldwirtschaft/holz/verarbeitung/wsl_holzverguetung/index_DE ''Thermisch vergütetes Holz''] bei waldwissen.net, abgerufen am 18. November 2015.</ref>

[[Datei:Akoya 2009.jpg|mini|hochkant=1.4|Acetyliertes Holz]]

== Tränkung (Imprägnierung) ==

Nur bei wenigen Holzarten (z. B. [[Buchenholz|Buche]]) ist eine Eindringtiefe von Flüssigkeiten ins Holz von über einem Millimeter zu erwarten.
Eine relativ gleichmäßige Imprägnierung des gesamten Holzquerschnitts ist der Regel nur durch eine [[Druckimprägnierung]] mittels Vakuum oder Überdruck möglich.

=== Hydrophobierung mit Ölen, Harzen und Wachsen ===
Durch die Einlagerung von wasserabstoßenden Stoffen wie [[Öle]]n, [[Harz (Material)|Harzen]] oder [[Wachs]]en in die Poren des Holzes wird das Eindringen von Feuchtigkeit und ein Befall durch Pilze deutlich verringert. Nichttrocknende Öle werden im Außenbereich mit der Zeit von der Holzoberfläche abgewaschen oder biologisch zersetzt. Widerstandsfähiger ist [[Standöl]] oder mit [[Naturharz]]en versetztes Öl.
Harze, Öle und insbesondere Wachse werden in der Regel zur Behandlung des Holzes erwärmt, um die Penetration des Holzes zu verbessern.

Mit Heißwachs [[Druckimprägnierung|getränkte]] deutsche Kiefer erreicht aber eine deutliche erhöhte [[Dauerhaftigkeit]]. Auch die [[Druckfestigkeit]] des wachsimprägnierten Holzes liegt 20–80 % über der von unbehandelter Kiefer. Die Pilzresistenz des so mit Wachs behandelten Holzes erreicht mindestens die von Eichenkernholz ([[Dauerhaftigkeitsklasse]] II nach EN 350 – 2).<ref>[http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00107-010-0485-z ''Volltränkung modifizierten Holzes mit Wachs''] bei link.springer.com, abgerufen am 18. November 2015.</ref>

=== Chemische Holzmodifizierung ===
{{Hauptartikel|Acetyliertes Holz|Furfuryliertes Holz|Holzschutzverfahren}}

Bei der chemischen Modifizierung des Holzes werden entweder [[Kunstharz]]e oder reaktive Chemikalien wie [[Formaldehyd]] oder [[Furfurylalkohol]] eingesetzt, die mit den [[Funktionelle Gruppe|funktionellen Gruppen]] der [[Zellulose]] oder des [[Lignin]]s reagieren können. Meistens reagieren die [[Hydroxygruppe]]n der Zellwand, wie bei der Herstellung von [[Acetyliertes Holz|acetyliertem Holz]], und es kommt zu einer Vernetzung.

Ab 1960 wurden Versuche zur Tränkung von Holz mit [[Dimethylolethylenharnstoff]] (DMEU) und ab 1980 mit [[Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff]] (DMDHEU) unternommen, das in der Textilindustrie als [[Appretur]] (Knitterschutz, Schmutzabweisung, Farbstoff-Fixierung) verwendet wird.
Dabei war das Ziel eine Veränderung oder Blockade der in der Zellwand enthaltenen [[Hydroxyl]]gruppen durch chemische Bindungen.
Die Fixierung der Stoffe kann entweder durch Diffusion von gelösten Stoffen in die Zellwand, die in einem anschließenden Behandlungsschritt unlöslich gemacht werden, oder [[Polymerisation]] ([[Polykondensation]]) geschehen.
Die resultierende permanente Quellung ''(Bulking)'' der Zellwand erhöht die Dimensionsstabilität des Holzes, da sich der Porenraum verringert und zusätzlich die Zellwandporen blockiert werden, wodurch sich auch die diffusive Wasseraufnahme reduziert. Dieser Vorgang wird teilweise als ''Quellungsvergütung'' (ASE) bezeichnet.
Die Vernetzung von DMEU und DMDHEU mit den Zellwandpolymeren ([[Lignin]]) erhöht die Steifigkeit des Holzes. Die [[Biegefestigkeit]] kann sich demgegenüber je nach Prozessparametern (Temperatur) deutlich reduzieren.<ref>Susanne Bollmus: ''Biologische und technologische Eigenschaften von Buchenholz nach einer Modifizierung mit 1,3-dimethylol-4,5-dihydroxyethyleneurea (DMDHEU)'' ([https://cuvillier.de/de/shop/publications/460 PDF-Datei]), Cuvillier Verlag, Göttingen. In: cuvillier.de</ref>
Beim von der [[BASF]] entwickelten ''Belmadur''-Prozess wird das Holz zunächst mit einer wässrigen DMDHEU-Lösung mithilfe eines Vakuums [[Druckimprägnierung|druckimprägniert]]. Beim anschließenden Trocknen bei einer Temperatur von über 100 °C [[Vernetzung|vernetzt]] sich das Imprägniermittel mit Bestandteilen des Holzes.<ref>Philippe Gérardin: [https://hal.science/hal-01532342/document ''New alternatives for wood preservation based on thermal and chemical modification of wood- a review''], S. 561f, ''Annals of Forest Science'', 2016, 73 (3), pp.559–570. 10.1007/s13595-015-0531-4. hal-01532342f. In: hal.science</ref>

Auch die Holzbehandlung mit Siliziumverbindungen ([[Wasserglas]]) führt zu einer Verringerung der Wasseraufnahme und kann so zu einer besseren Dauerhaftigkeit gegenüber holzabbauenden Pilzen beitragen.<ref>Carsten Mai: [http://technikredaktion-weis.de/wp-content/uploads/Holz-Modifizierung.pdf ''Prozesse der chemischen Holzmodifizierung''] bei technikredaktion-weis.de, abgerufen am 18. November 2015.</ref><ref>Holger Militz: {{Webarchiv|url=http://www.kompetenznetz-holz.de/aktuelles/7_Chemische_Modifizierung.pdf |wayback=20151119091318 |text=''Chemische Modifizierung von Buchenholz'' |archiv-bot=2025-06-27 11:41:58 InternetArchiveBot }} PDF-Datei, abgerufen am 18. November 2015.</ref>

'''{{Anker|Stabilisiertes Holz}} Stabilisiertes Holz'''

Auch flüssige [[Kunstharz]]e ([[Imprägnierharz]]) können sich in die Holzzellwand einlagern und dort polymerisieren. Eine solche Art der [[Imprägnierung]] wird mit unter anderem [[Melaminharz]]en, [[Phenol-Formaldehyd-Harz]] (siehe [[Kunstharzpressholz]]), [[Harnstoffharz]] und [[Methylmethacrylat]] durchgeführt.

Der Begriff ''stabilisiertes Holz'' wird von manchen Herstellern für Holzwerkstücke verwendet, die mit [[Kunstharz]]en getränkt werden, um die mechanischen und chemischen Eigenschaften zu verbessern und die dekorative Wirkung der Maserung zu verstärken.<br />
Ebenso wie zur Tränkung von [[Transparentes Holz|transparentem Holz]] wird häufig [[Methylmethacrylat|MMA]]-Harz verwendet, um die Holzporen per Vakuum- und Druck-Behandlung nahezu vollständig zu füllen.<ref>Beschreibung von stabilisiertem Holz des Herstellers {{Webarchiv |url=http://www.raffir.com/produkter/raffir-wood |text=Raffin |wayback=20160106001320 |archiv-bot=2019-04-17 19:12:40 InternetArchiveBot}}, abgerufen im August 2015.</ref>

== Literatur ==
* André Wagenführ, Frieder Scholz (Hrsg.): Taschenbuch der Holztechnik. Hanser Verlag, München 2008
* Heinz Geza Ambrozy, Zuzana Giertlová: Planungshandbuch Holzwerkstoffe. Technologie, Konstruktion, Anwendung. Springer Verlag, Wien 2005
* Alfred Teischinger (Hrsg.) (2002) Modifiziertes Holz - Eigenschaften und Märkte. [[Lignovisionen]] Band 3, Schriftenreihe am Institut für Holzforschung, BOKU Wien, September 2002, {{ISSN|1681-2808}}

== Weblinks ==
* [http://www.holzfragen.de/seiten/modifizierung.html ''Infoseite Holzschutz durch Holzmodifizierung'']
* [http://www.bifne.de/fileadmin/bifne/userdata/Vortrag/2012-03-13_Bernhard_Zimmer_-_Holzmodifikation_-_LHK_Seminar_Rosenheim_-_bifne.pdf ''Holzmodifikation'']

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Holzschutz]]

Holzmodifikation - Versionsgeschichte

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