Kleben von modifiziertem Vollholz

In dieser Arbeit wurden die Verklebungseigenschaften von modifiziertem Laub- und Nadelholz unter Variation der Testmethodik und unter divergierenden Zuständen der Grenzflächen mit dem Ziel untersucht, sowohl anwendungsbezogene als auch grundlagenorientierte Erkenntnisse zu gewinnen. Zunächst wurden im ersten Teil Materialfeuchten sowie elasto-mechanische Eigenschaften des modifizierten Holzes quantifiziert. Darauf basierend wurden eine Prüfkörpergeometrie sowie Beanspruchungsbedingungen für ein angepasstes Prüfverfahren zum Nachweis der Verklebungsgüte abgeleitet. Verformungen bzw. Dehnungen von belasteten Prüfkörpern wurden unter Variation des Fügeteilmaterials sowie der Prüfkörpergeometrie visualisiert und daraus abgeleitete Spannungszustände bewertet. In Abhängigkeit vom Klebstoffsystem wurden dabei homogene Schubspannungsverteilungen im Klebschicht- und Grenzbereich nachgewiesen. Für modifiziertes Holz wurde insgesamt ein heterogenes Verklebungsverhalten in Abhängigkeit von der Baumart, dem Holzmodifizierungs-system (bzw. Modifizierungsprozess), dem Klebstoffsystem sowie von variierenden Belastungs- sowie Beanspruchungsmodi festgestellt. Eine Darstellung der Klebverbindungen im Querschnitt ließ divergierende Klebschicht- und Penetrationsmuster erkennen, die mit der Ausprägung spezifischer Verklebungsleistungen assoziiert wurden.
Im zweiten Teil wurde die Wirkung von mechanisch-physikalischen Verfahren auf den Grenzbereich charakterisiert und mit Klebfestigkeiten korreliert. Bildgebende sowie auf Laserscanning basierende Methoden wurden angewandt, um individuelle Topographien differenzieren zu können. Sowohl die Oberfläche als auch das Holzvolumen wurden durch die mechanische Bearbeitung spezifisch geformt. Hohe Festigkeiten von modifiziertem Holz konnten teilweise mit einer intensiven, bearbeitungsbedingten Belastung des Grenzbereichs in Verbindung gebracht werden. Für die Laserperforation wurde ein deutlicher Einfluss der Materialeigenschaften des modifizierten Holzes auf die Ausprägung der Grenzbereichsstrukturen dokumentiert. Teilweise erhöhten bereits sehr geringe Perforationen die Festigkeiten signifikant. Ferner konnten die Ergebnisse einen Beitrag leisten, das grundlegende Verständnis relevanter Adhäsionsmechanismen bei der Verklebung von modifiziertem Holz zu erweitern. Rein oberflächliche Effekte wurden durch eine Plasmavorbehandlung hervorgerufen. Mikromechanisch wurden Material- und Adhäsionseigenschaften bestimmt. Laserbasiert wurde die Oberflächentextur quantifiziert. Plasmen veränderten den physikalischen Oberflächenzustand deutlich. Variierende Klebfestigkeiten konnten klebstoffspezifisch auf Einwirkungen im Klebprozess zurückgeführt werden. Bei allen Untersuchungen bot der Grenzbereich ein hohes Gestaltungspotential, die Klebfestigkeit von modifiziertem Holz zu steuern.