Lernpfad Holz/Welche Formen von Naturholz und welche Holzwerkstoffe gibt es?

Aufgaben

1. Lies Dir die Informationen dieser Seite gründlich durch.
2. Erstelle eine Mindmap mit dem zentralen Begriffspaar »Naturholz und Holzwerkstoffe« und sortiere die einzelnen Gruppen und Werkstoffe der Gruppen sinnvoll ein. Verwende am besten ein A3-Blatt, so dass Du genügend Platz hast. Überlege die Struktur der Mindmap gut, bevor Du anfängst zu zeichnen.
3. Finde Näheres über die Eigenschaften der einzelnen Holzarten (Naturholz) und Holzwerkstoffe heraus. Öffne dazu die fettgedruckten Links in den einzelnen Abschnitten und verschaffe Dir jeweils einen Überblick. Ergänze Deine Mindmap, so dass sie für die einzelnen Holzarten und für die genannten Holzwerkstoffe jeweils die wichtigsten Eigenschaften enthält. Die nicht fettgedruckten Links dienen Deiner Orientierung und Vertiefung. Du kannst sie öffnen und die Inhalte lesen, wenn Du frühzeitig fertig bist.
4. Schaue Dir am Ende (oder auch zwischendurch, wenn Du mal eine Pause brauchst) die Videos über die Herstellung der verschiedenen Holzwerkstoffe an.
   

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5. Schaue Dich im Schulhaus sowie bei Dir zu Hause um und untersuche mindestens fünf vorhandene Holzelemente. Mache jeweils ein Foto, drucke es aus und notiere Dir, welche Art von Holz und/oder Holzwerkstoff Deiner Meinung nach verwendet wurde. Bringe die Fotos mit Notizen in den Unterricht mit.

Klicke die Abbildungen jeweils an, um eine vergrößerte Version zu sehen.

Am besten öffnest Du die Abbildungen in einem neuen Tab (entweder anklicken und dabei die STRG-Taste gedrückt halten oder Rechtsklick > In neuem Tab öffnen).

Naturholz ⟷ Holzwerkstoffe

Wenn Holz für Bauzwecke jeder Art (Gebäude, Möbel, Geräte etc.) eingesetzt wird, kann man grundsätzlich zwischen zwei Formen unterscheiden:

• Naturholz besteht aus einem Stück Holz, das zwar bearbeitet wurde (z.B. in Form von sägen, hobeln, schleifen), aber nicht aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt wurde.
• Holzwerkstoffe sind solche Materialien, die zusätzlich zur übrigen Bearbeitung aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt wurden.

Naturholz

Datei:DSCN0614GweekQuay-Timber.JPG

Bohlen im Sägewerk. Die Rinde (»Waldkante«) ist noch vorhanden. Sie muss vor der weiteren Verwendung entfernt werden.

Datei:Bauschnittholz.jpg

Bauschnittholz in verschiedenen Formen. Die Bezeichnung basiert in der Regel auf der Form des Querschnitts und der Dicke des Materials

Bei der Verarbeitung eines Baumstamms entstehen im Sägewerk in der Regel zunächst Bohlen mit noch vorhandener Rinde (in diesem Zusammenhang »Waldkante« genannt). Daraus werden durch weitere Bearbeitungsschritte verschiedene Grundformen hergestellt: Balken, Kanthölzer, Bohlen, Bretter, Latten, Leisten, Furnier etc..

Naturholz hat charakteristische Eigenschaften, die bei seiner Verarbeitung berücksichtigt werden müssen.

• Die Jahresringe des Xylems ergeben eine Maserung, die dem Werkstück einen interessanten, lebendigen und einzigartigen Charakter gibt. Allerdings muss man bei der Verarbeitung die Masserrichtung und die Eigenschaften des verwendeten Holzes berücksichtigen.
• Der Holzkörper (das Xylem) eines Baums besteht außerdem oft aus zwei verschiedenen Abschnitten:
  • Der äußerer Ring des Holzes wird vom Baum für den aktiven Wassertransport verwendet. Diesen nennt man Splintholz oder Splint.
  • Der innere Zylinder des Holzkörpers wird in der Regel nicht mehr für den aktiven Wassertransport verwendet. Manche Baumarten lagern hier Abfallstoffe ein oder auch so genannte Gerbstoffe, die das Holz konservieren und davor schützen, von Mikroorganismen abgebaut zu werden. Diesen Teil des Holzes nennt man Kernholz. Bei vielen Baumarten (z.B. der Eiche oder der Eibe) ist das Kernholz aufgrund der Gerbstoffe dunkler als der Splint.
• Äste können die Verarbeitung und die Optik des Holzes stören, aber auch gezielt als interessante Akzente eingesetzt werden.
• Das Holz des Baums enthält sehr viel Feuchtigkeit (kurz nach dem Fällen bis zu 70 % der Masse). Im Verlauf der Verarbeitung trocknet das Holz und verändert dabei auch seine Form. Das Volumen verringert sich in dem Maß, wie die Feuchtigkeit aus dem Holz entweicht. Man sagt: das Holz »schwindet« und ist daher nicht »maßhaltig« (d.h.: es behält das im feuchten Zustand zugesägte Maß nicht bei). Um Probleme in diesem Zusammenhang zu vermeiden, wird das Holz in der Regel gezielt und langsam getrocknet, bevor es endgültig verarbeitet wird. Allerdings nimmt es auch später noch Luftfeuchtigkeit auf und gibt diese wieder ab. Dabei kann es seine Form ebenfalls noch leicht verändern: Naturholz »arbeitet«. Kern- und Splintholz schwinden typischerweise unterschiedlich stark.
• Beim Fügen des Holzes mit Schrauben oder Nägeln kann das Werkstück reißen, weil eine Schraube oder ein Nagel das Holz entlang seiner Maserung spalten kann. Man kann dieses Problem durch Vorbohren eines Loches vermeiden.

Häufig verwendete Holzarten

• Nadelhölzer: Fichte, Tanne (häufig auch als »Fi/Ta« zusammen gefasst), Kiefer, Douglasie
• Laubhölzer: Buche, Eiche, Birke, Pappel, Ahorn

• 16 wood samples.jpg

  16 verschiedene Hölzer mit unterschiedlicher Maserung

• Taxus wood.jpg

  Querschnitt durch einen Eiben-Stamm (das helle Splintholz ist farblich deutlich vom dunklen Kernholz abgesetzt)

• Kieferqringrp.jpg

  Querschnitt durch einen Kiefernstamm mit deutlich unterscheidbarem Kernholz (innen) und Splintholz (außen)

• Schwiriss klm.jpg

  Schwindungsrisse in einem Balken Holz

• PinusSylvestris&PiceaAbies-comparingWood.JPG

  Kiefern- und Fichtenholz im Vergleich: Die beiden linken Bretter sind aus Kiefernholz während das rechte aus Fichtenholz besteht. Die Kiefer hat rötliches Kernholz, den Übergang von Kern zu Splint sieht man in den beiden linken Brettern deutlich. Bei der Kiefer haben die Äste außerdem einen stärkeren Farbkontrast zum Holz als bei der Fichte.

• Tischbank.jpg

  Picknicktisch aus neuen Douglasienbrettern auf einer Plattform, ebenfalls aus Douglasie, die schon mehrere Jahre dem Wetter ausgesetzt war

WICHTIG

Naturholz ist zwar natürlich, aber deswegen nicht automatisch gesundheitlich unbedenklich.

Holzstäube sollte man grundsätzlich so weit wie möglich vermeiden oder absaugen. Die Stäube mancher Holzarten wie z.B. Buche oder Eiche stehen im Verdacht, beim häufigen Einatmen krebserregend zu sein. Daher dürfen diese beiden Holzarten in der Schule nicht verarbeitet werden.

Holzwerkstoffe

Durch Kombination von Naturholz mit verschiedenen Bindemitteln (z.B. Leim) und speziellen Verarbeitungsverfahren kann man zahlreiche Holzwerkstoffe herstellen, die sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Holzwerkstoffe sind in der Regel maßhaltiger als Naturholz und werden unter anderem besonders aus diesem Grund hergestellt und verwendet.

Aufbau aus Fasern oder Spänen

• Viele Holzwerkstoffe sind aus Holzfasern oder Holzspänen aufgebaut, die mit Hilfe von Klebstoffen wieder zu einer festen Struktur verbunden werden.
• Diese Werkstoffe sind in der Regel günstiger als Naturholz, weil auch kleine Reststücke verarbeitet werden können.
• Die speziellen Anforderungen durch Maserung, Äste etc. (siehe oben) müssen nicht berücksichtigt werden.
• Die gewünschten Produkte können in fast beliebigen Abmessungen hergestellt werden.

Beispiele für solche Werkstoffe sind:

• Spanplatte
• Grobspanplatte (auch »OSB«, »Oriented Strand Board«, engl.: Platte aus ausgerichteten Spänen)
• Faserplatten, z.B. Mitteldichte Faserplatte (auch »MDF«), Hochdichte Faserplatte (auch »HDF«)

Aufbau aus Schichten oder Platten

Eine andere Gruppe von Holzwerkstoffen basiert darauf, dass man Stücke, Platten oder dünne Schichten (Furnier) aus Naturholz miteinander verleimt.

• So kann man z.B. besonders hochwertige Teile des Stamms (z.B. den Splint oder den Kern, je nach gewünschten Eigenschaften) verwenden und daraus größere Platten herstellen.
• Oder man kann dem Schwinden und Arbeiten des Holzes entgegenwirken indem man mehre Lagen kreuzweise verleimt (»absperrt«, daher »Sperrholz«), so dass in jeder Lage die Maserung jeweils im 90°-Winkel verläuft.
• Außerdem muss man nur in den äußeren, sichtbaren Lagen besonders hochwertiges Holz verwenden und kann für die nicht sichtbaren inneren Lagen z.B. auch astiges Material einsetzen.

Beispiele für solche Werkstoffe sind:

• Furniersperrholz, besonders auch Multiplex-Platte
• Brettsperrholz
• Stabsperrholz (auch Tischlerplatte genannt)

• Fichte Dreischichtplatte 2009.jpg

  Brettsperrholz: Dreischichtplatte aus Fichte, beachte die kreuzweise Anordnung der Lagen

• Fichte Leimholz 2009.jpg

  Fichte-Leimholz: einschichtig, parallel verleimte Stücke

• Tischlerplatte 2009.jpg

  Stabsperrholz (Tischlerplatte): eine Mittelschicht aus kantigen Holzstäben, auf beiden Seiten eine dünne Deckschicht aus Furnier, deren Maserung im 90°-Winkel zu den Stäben verläuft

• Birke Multiplex.JPG

  Multiplexplatte aus Birke: Aufbau aus dünnen Lagen Birkenholz, die kreuzweise verleimt sind (im Bild sieht man eine auf 45° verleimte Eckverbindung)

• Spruce plywood.JPG

  Fichtensperrholz (weniger Lagen als Multiplex, aber auch kreuzweise verleimt)

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  Grobspanplatte (OSB-Platte), man erkennt auf der Oberfläche die großen Späne

• Particle board close up-vertical-f22 PNr°0100.jpg

  Spanplatte aus kleinen Holzspänen

• MDF Sample.jpg

  Mitteldichte Faserplatte (MDF), die Fasern sind so klein, dass sie mit bloßem Auge kaum sichtbar sind

Lösungshinweise

Lösung

Wenn Du mit der Strukturierung der Inhalte und/oder der Erstellung der Mindmap Schwierigkeiten hast, kannst Du Dir hier schrittweise Hilfen zur Lösung anschauen (den jeweils nächsten Schritt findest Du auf der verlinkten Seite):

Lösungshinweise: Schritt 1

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Lernschritte

1. Welche Teile hat ein Baum?
2. Was ist Holz?
3. Quiz zur Selbstüberprüfung: Bestandteile des Baums; Holz
4. Welche Baumarten sind bei uns häufig?
5. Wie wird ein Baum gefällt?
6. Wie wird ein Baumstamm verarbeitet?
7. Quiz zur Selbstüberprüfung: Fällen und Verarbeiten
8. Welche Formen von Naturholz und welche Holzwerkstoffe gibt es?
9. Quiz zur Selbstüberprüfung: Naturholz und Holzwerkstoffe
   

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10. Vertiefungsfragen zu diesem Lernpfad
11. Ein kritischer Blick auf die Materialien des Lernpfads (Beurteilung von Online-Materialien)