Philipp Scheibe, M.Sc.
Alterung von Werkstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe
Für eine effektive und dauerhafte Nutzung von Holz und anderen lignocellulosen Materialien im Bauwesen sowie der stofflichen Wiederverwendung von Altholz ist ein umfassendes Verständnis der Eigenschaftsänderungen durch Alterungseffekte unentbehrlich. Die makroskopischen und damit für das Bauwesen relevanten Eigenschaften sind das Resultat verschiedenster Parameter der molekularen bis zur makroskopischen Skala. Bisher liegt bei Alterungsstudien auf molekularer Ebene der Fokus hauptsächlich im Bereich von Objekten aus Papier. Dagegen wird in der Regel die Alterung von Holz häufig durch mechanische Prüfverfahren quantifiziert. Diese besitzen jedoch hohe Varianzen, deren Ursprung der Chemismus und zelluläre Aufbau ist. Das Alterungsverhalten von Holz auf molekularer Ebene ist deutlich weniger untersucht und verstanden. Das limitierte Verständnis ist auf die komplexe chemische Zusammensetzung von Lignocellulosen und der schlechten Zugänglichkeiten der Einzelkomponente zurückzuführen. Die zugrundeliegenden molekularen Abbaumechanismen sind jedoch für eine Reihe von Phänomenen verantwortlich (z.B. Graufärbung von bewittertem Holz).
Untersuchungen des Alterungsverhaltens von Holz beinhalten hauptsächlich die chemische und mechanisch-physikalische Alterung durch natürliche oder simulierte Umgebungsbedingungen. Aufgrund der natürlichen Variabilität und der limitierten Beurteilung der ursprünglichen Zustandseigenschaften von gealtertem Holz ist die Simulation der Umgebungsbedingungen möglicherweise die bessere Methode zur Untersuchung der Alterung von Holz. Zusätzlich liegen in der Literatur oft widersprüchliche Aussagen über die Eigenschaftsänderungen von Altholz vor, was eine sinnvolle Vergleichbarkeit erschwert.
Ziel des Projektes soll, neben einer umfassenden Literaturrecherche, es sein, Methoden und Modelle zur Erklärung und Quantifizierung der Alterung von Holz sowie eine Voraussage der Eigenschaften im Bezug für den Einsatz im Bauwesen zu entwickeln. Zusätzlich sollen Versuche geplant und durchgeführt werden, um die benötigten Daten für die Modelle bereitzustellen.