CW 2000: lastabtragende Ausgleichsschüttung

GaLa DEKO STIXX:

Gartendekorspan

Vom Rohspan zum Endprodukt

Wichtigstes Ziel bei der technologischen Verarbeitung des Holzspans ist es, die Materialschwächen mit Hilfe eines mineralischen Schutzmantels zu kompensieren und dadurch Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit zu gewährleisten. Da dieser mineralische Schutzmantel nur wenige Mikrometer dick ist, beeinflusst er das Spangewicht hingegen nur unwesentlich.

Unser Produkt verhält sich diffusionsoffen. Das heißt: Die Holzspäne nehmen durch ihre Speicherfähigkeit zunächst den Wasserdampf aus der Raumluft auf und geben ihn nach und nach wieder ab. So wird das Raumklima reguliert und positiv beeinflusst.

Die neuartige Herstellungsmethodik erlaubt bei Bedarf durch die Beigabe von mineralischen Farbzusätzen die Holzspäne in allen Farbtönen zu produzieren. So erfüllen sie die unterschiedlichsten Anforderungen und Gestaltungswünsche.

Mechanische Eigenschaften

Mit der Applikation der Ummantelung geht eine Veränderung der Holzstruktur einher, die zu einer deutlichen Verbesserung der Materialeigenschaften führt. Maßgebliche mechanische Kennwerte mineralisch ummantelter Späne sind zum einen die Korndruckfestigkeiten der Einzelkörner und zum anderen die Belastbarkeit einer kompletten Schüttung. Die Prüfung  der Korndruckfestigkeit ergab eine mittlere Korndruckfestigkeit von Cb = 15,3 N/mm². Damit weisen die mineralisch ummantelten Holzspäne in Anbetracht ihrer niedrigen Kornrohdichte eine beachtlich hohe Korndruckfestigkeit auf.

Zur Prüfung der Zusammen­drückbarkeit einer Schüttung aus mineralisch ummantelten Holzspänen wurde das Material in einer Schütthöhe von 200 mm eingebracht und mit einer Flächenlast beaufschlagt. Die unverdichtet eingebrachte Schüttung erreicht bei einer lotrechten Flächenlast von 5 kN/m² eine Zusammendrückbarkeit von nur 0,3 mm. Der zulässige Höchstwert gemäß DIN 18560-2 von 3,0 mm wird damit um den Faktor 10 unterschritten.

Werden mineralisch ummantelte Holzspäne der Witterung ausgesetzt, ist der Frost-Tau-Widerstand bzw. der Frost-Tausalz-Widerstand in der Nähe von Verkehrsflächen von Interesse. Für die untersuchten Späne ergab sich ein mittlerer Masseverlust von 5,9 M.‑% bei Frost-Tausalz-Wechselversuchen. Dieser liegt unter dem Grenzwert von 8,0 M.-% für normale Gesteinskörnung. Mineralisch ummantelte Holzspäne gelten demnach sogar unter Anwendung der strengen Kriterien normaler Gesteins­körnung als beständig.

Wasseraufnahme und Trocknungsverhalten

In bauphysikalischer Hinsicht fällt zunächst das positiv veränderte feuchtigkeitsbezogene Verhalten mineralisch ummantelter Holzspäne auf. Während unbehandelte Holzspäne bei vollständiger Wassersättigung mit etwa 190 M.‑% beinahe das Doppelte ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen, reduziert sich dieWasseraufnahme mineralisch ummantelter Späne auf nur noch 65 M.‑%. Bezogen auf das Volumen liegt die Wasseraufnahme unbehandelter Holzspäne um etwa 62 % über der von mineralisch ummantelten Spänen.

Nur deutlicher fällt der Unterschied in der Wasseraufnahme bzw. in den Feuchtigkeits­transportmechanismen bei Untersuchungen zur kapillaren Wasseraufnahme auf. Im Rahmen der Prüfung wurden Vergleichsproben aus unbehandelten und mineralisch ummantelten Spänen in ein unten offenes Gefäß gefüllt und wenige Millimeter in Wasser getaucht. Gegenstand der Untersuchung ist die spezifische Steighöhe des Wassers in Abhängigkeit der Zeit. Nach 7 Tagen erreichte die sichtbare Wasserschicht unbehandelter Späne 95 mm, wohingegen sich bei mineralisch ummantelten Holzspänen eine Steighöhe von weniger als 10 mm einstellte.

Obwohl mineralisch ummantelte Holzspäne weniger Wasser aufnehmen und transportieren als unbehandelte Späne, erreichen sie ausgehend vom nassen Zustand zeitgleich die jeweilige Ausgleichs­feuchte. In Untersuchungen zumTrocknungsverhalten ließ sich für unbehandelte Späne ein Wasserabgabekoeffizient von Wd,w = 0,67 kg/(m2 ∙ h0,5) bestimmen, für mineralisch ummantelte Späne ist der Wert mit Wd,w = 0,54 kg/(m2 ∙ h0,5) etwas geringer. Aufgrund der unterschiedlichen Ausgangsfeuchten stellt sich jedoch bei beiden Materialien zur selben Zeit ein Gleichgewicht ein. Damit schränkt die Veränderung der Holzstruktur im Zusammenhang mit dem Ummantelungsvorgang die Wasser­aufnahme zwar deutlich ein, gleichzeitig ist die mineralische Schicht jedoch ausreichend diffusions­offen, um eine zügige Material­trocknung zu ermöglichen.

Schwinden und Quellen

Neben Untersuchungen zur Wasserauf­nahme und Wasserabgabe spielen die mit diesen Prozessen verbundenen Verformungen eine entscheidende Rolle. Zur Bestimmung vonSchwind- und Quellverhalten wurden un­behandelte und ummantelte Späne in eine Mikro­klimakammer eingebracht, dort mit dynamisch zunehmenden relativen Luft­feuchten beaufschlagt und die damit einhergehenden hygrisch-bedingten Ver­formungen unter einem digitalen Licht­mikroskop aufgezeichnet. Dabei wurde für unbehandelte Holzspäne ein durch­schnittliches radiales Quellmaß von 6,1 % bestimmt. Im Fall mineralisch ummantelten Holzspäne reduziert sich dieses Quellmaß auf mittlere 0,6 %. Entsprechend hat die Applikation einer Ummantelungsschicht eine Reduktion der hygrischen Verformungen um den Faktor 10 bewirkt.

Im Zusammenhang einer Verwendung mineralisch ummantelter Holzspäne als Baumaterial ist die Diffusionsoffenheit des Materials sowie seine Fähigkeit des Feuchteausgleichs von großer Bedeutung. Zur Bestimmung des Sorptionsverhaltenswurden für unbehandelte und mineralisch ummantelte Holzspäne jeweils für eine konstante Temperatur die Gleich­gewichtsfeuchten ermittelt. Anhand der aufgetragenen Kennwerte kann abgelesen werden, welche Materialfeuchte sich in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte bei Wasseraufnahme (Sorption) bzw. Wasserabgabe (Desorption) einstellen wird. Es zeigt sich, dass die Ummantelung einem Feuchteausgleich des Materials mit der Umgebung nicht entgegensteht und mineralisch ummantelte Späne damit einen positiven Beitrag zum ausgeglichenen Raumklima leisten.

Wärmeleitfähigkeit und Trittschallminderung

Von besonderem bauphysikalischem Interesse sind die Kennwerte des Wärmeschutzes und des Schallschutzes. Beide Parameter zeigen jeweils eine deutliche Abhängigkeit von der Spanform. Die Wärmeleitfähigkeit mineralisch ummantelter Holzspäne wird aufgrund der Ummantelung stets höher ausfallen als die von unbehandelten Spänen. Dieser Effekt ist aufgrund der geringen Ummantelungs­stärke jedoch nicht sehr ausgeprägt und relativiert sich zudem mit zunehmender Materialfeuchte, da unbehandelte Späne deutlich mehr Wasser aufnehmen als ummantelte Späne. Als Richtwert kann von einer mittleren Wärmeleitfähigkeit trockener mineralisch ummantelter Holzspäne von λ10 = 0,05 W/(m∙K) bis λ10 = 0,08 W/(m∙K) ausgegangen werden.

Das Trittschallverbesserungsmaß stellt eine Schlüsselgröße in vielen Bauanwendungen dar und liefert gute Gründe für eine Verwendung unserer mineralisch ummantelter Holzspäne als lose Schüttung in Fußbodenkonstruktionen. In Versuchen stellte sich heraus, dass insbesondere unsere einzigartige Materialkombination aus weichem Holzkern und steifer Ummantelungsschicht zu überdurchschnittlichen Trittschallpegel­reduktionen führt. Bei einem Aufbau aus 40 mm mineralisch ummantelter Späne als lose Schüttung unter 40 mm AE-Estrich ist auf einer massiven Bezugsdecke von einem Trittschallverbesserungsmaß von 18 dB auszugehen. Werden 50 mm mineralisch ummantelter Späne unter 25 mm Trockenestrich eingebaut, lässt sich auf einer leichten Holzbalkendecke ein Trittschallverbesserungsmaß von 17 dB erzielen. Im System mit anderen ökologischen Komponenten waren auf einer Holzbalkendecke sogar 27 dB Trittschallverbesserung bei einer Aufbauhöhe von weniger als 170 mm erreichbar.

Bei einer Verwendung von Holzspänen oder anderer nachwachsender Rohstoffe im Bauwesen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um einen ausreichenden Brandschutz sicherzustellen. Mineralisch ummantelte Holzspäne erreichen die geforderten Brandschutz­anforderungen durch die applizierte Ummantelung und können der Baustoffklasse B2

zugeordnet werden. Die Rauchentwicklung der Späne wird desweiteren als gering eingestuft, mit anderen Worten: Es ist kein Abfallen von brennbaren Teilen feststellbar und es findet ein Selbstverlöschen der Flammen statt.

Schimmel und Pilzbefall

Eine Verwendung natürlicher Materialien wirft in der Regel die Frage der Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse auf. Für mineralisch ummantelte Holzspäne konnte eine signifikante Verbesserung aller Dauerhaftigkeitsaspekte nachgewiesen werden. Bei dem speziellen Herstellverfahren erhalten die Späne zwei wirksame Schutz­mechanismen, indem sie  zum einen durch die Ummantelung geschützt werden und zum anderen durch den Eintrag von Mineralien in die Holzzellen nachhaltig in ihrer Struktur verändert werden.

Der Transport von Mineralphasen in das Holzgefüge lässt sich vereinfacht als Versteinerung des Holzes beschreiben und ist in elektronenmikroskopischen Aufnahmen und der mineralogischen Zusammensetzung der Holzzellen nachweisbar.

Im Zusammenhang einer möglichen Beaufschlagung mit Wasser oder Wasserdampf stellt sich bei der Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen neben der Frage der Trocknung stets auch die Frage des Widerstands gegen biotische Faktoren wie Schimmel oder Fäulnis. Zu einem Schimmelpilzbefall von Holzspänen kommt es insbesondere bei einer hohen Luftfeuchtigkeit in Kombination mit geringer Luftbewegung. Für einen Vergleichsversuch zwischen unbehandelten und ummantelten Holzspänen wurde eine Beimpfung und Bebrütung des Materials unter Laborbedingungen gewählt. Bei unbehandelten Spänen zeigte sich nach Versuchsende ein mit bloßem Auge erkennbares Schimmelpilzwachstum auf mehr als 25 % der Holzoberfläche. Auf den mineralisch ummantelten Holzspänen war auch bei 50-facher Vergrößerung unter dem Lichtmikroskop kein Schimmelwachstum erkennbar.

Eine Prüfung des Widerstands gegen holzzerstörende Pilze erfolgte an unterschiedlichen Braunfäuleerregern, welche im Schadenfall die befallene Holzsubstanz völlig auflösen. Erwartungsgemäß wiesen die Proben unbehandelter Holzspäne nach einem Pilzbefall über 16 Wochen eine um durchschnittlich 34 % verringerte Masse auf. Demgegenüber zeigten die mineralisch ummantelten Holzspäne keinen Masseverlust und können folglich als resistent gegen holzzerstörende Pilze kategorisiert werden.

Da auch Insekten Materialien aus Holz schädigen können, wurden Untersuchungen zum Widerstand gegen Termitenbefall durchgeführt. Während sich die Termiten von unbehandelten Spänen ernähren können, findet keinerlei Verwertung mineralisch ummantelter Holzspäne durch die Versuchstiere statt. Ähnliche Erfahrungen zeigten sich in Freilandversuchen hinsichtlich der Akzeptanz der ummantelten Späne durch Vögel und Nagetiere, welche aufgrund der Ummantelungsschicht ebenfalls keine Interesse an dem Material zeigen.

Ökologische Eigenschaften

Um Brandschutz- und Dauerhaftigkeitsanforderungen erfüllen zu können, werden vielen Baustoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe standardmäßig Borate zugesetzt. Borate selbst sind als giftig und fortpflanzungsgefährdend klassifiziert.

Bei unseren mineralisch ummantelten Holzspänen wird auf chemische Additive bewusst verzichtet, so dass der Anwender tatsächlich ein ökologisches und völlig unbedenkliches Material in den Händen hält. Der Widerstand gegen biotische Einflüsse, der Brandschutz und die guten mechanischen Eigenschaften werden dabei durch die mineralische Ummantelung und somit durch die Versteinerung des Holzes erreicht.

Die ausschließliche Verwendung natürlicher Komponenten bei der Herstellung findet Bestätigung in bauhygienischen Untersuchungen, nach denen die von mineralisch ummantelten Holzspänen emittierten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) mit 0,045 mg/m³ deutlich unter den zulässigen Grenzwerten von 8,0 mg/m³ liegen. Damit eignen sich mineralisch ummantelte Holzspäne auch unter gesundheitlichen Aspekten für den Einsatz in Wohngebäuden.

In Bezug auf eine Verwendung als dekorative Bodenabdeckung wurden mineralisch ummantelte Holzspäne auf eine Einhaltung der nach Düngemittelverordnung geltenden Grenzwerte untersucht. Die dort vorgegebenen Obergrenzen konnten in jeder Beziehung eingehalten werden, so dass die Späne als unkrauthemmender, den Wasserhaushalt regulierender Bodenhilfsstoff klassifiziert sind.

Als wichtiger ökologischer Aspekt kommt ergänzend hinzu, dass jeder einzelne Span der CW 2000 Schüttung während seines Wachstums mehr CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen hat, als für seine Herstellung aufgewendet werden muss. Damit wirkt die Schüttung zusätzlich als effektive und nachhaltige CO2-Speichermasse.