DE102018003341A1

DE102018003341A1 - Physikalische Entkopplung der ober- und unterirdischen Holzfeuchten von Holzbauteilen im Erd- oder Wasserkontakt

Info

Publication number: DE102018003341A1
Application number: DE102018003341.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Pallaske; Marco Fleckenstein; Sascha Hellkamp; Peter Jüngel
Original assignee: Kurt Obermeier & Co KG GmbH
Current assignee: KURT OBERMEIER GMBH, DE
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-10-24
Also published as: WO2019206930A1; EP3784455A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur physikalischen Entkopplung der ober- und unterirdischen Holzfeuchten von Holzbauteilen in einem Erd- oder Wasserkontakt, ein Sperrmittel zur physikalischen Entkopplung der ober- und unterirdischen Holzfeuchten sowie eine Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht, wobei verfahrensgemäß im Bereich der Erd-/Luftzone bzw. der Wasser-/Luftzone eine wasserdampf- und/oder wasserundurchlässige, den gesamten Bauteilquerschnitt erfassende Sperrzone errichtet wird, die den Wasserhaushalt des luftberührenden Bauteilabschnitts von dem des Bauteilabschnitts mit Feuchtekontakt trennt, und wobei die Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht derart ausgestaltet ist, dass eine unterirdische Bauteiloberfläche von einer gas- und wasserundurchlässigen Schicht umgeben ist, wobei diese Schicht im Bereich der Sperrschicht beginnt und kurz vor der Unterseite des unterirdischen Bauteilbereichs endet.

Description

Bei allen Holzbauteilen, die im Boden gegründet sind (Masten, Palisaden, Stützpfähle usw.) sorgt der Bodenkontakt im Bereich unterhalb der Bodenoberfläche für eine kontinuierliche Anhebung der Holzfeuchte auf Werte oberhalb von 80%, die einen Befall durch holzzerstörende Basidiomyceten im Bodenbereich weitgehend unterdrückt. Im oberirdischen Bereich des Holzbauteils hingegen liegt die Holzfeuchte um ca. 20%, ist also zu niedrig, um von holzzerstörenden Pilzen befallen zu werden.
Dieselben Verhältnisse treten bei Hölzern auf, die im Wasser verbaut sind; hier ist das Holz unterhalb der Wasseroberfläche zu feucht für einen Pilzbefall und oberhalb zu trocken. Im Folgenden werden nur die Überlegungen zu Holzbauteilen im Erdkontakt ausgeführt, sie gelten im Wesentlichen auch für Hölzer, die im Wasser verbaut sind und deren Übergangsbereich zwischen Wasseroberfläche und Luft.
Holzbauteile, die im Boden gegründet sind, werden in der Regel mit einem chemischen Holzschutzmittel imprägniert und auf diesem Weg wird die Standzeit wesentlich verlängert. Diese Schutzmaßnahme wird im Erdbereich durch die dauerhaft hohe Holzfeuchte und oberhalb des Bodens durch die geringe Holzfeuchte und schnelle Trocknung nach Regenereignissen unterstützt. Als besonders kritischer Bereich stellt sich die Übergangszone (Erd-/Luftzone) dar, in der alle Holzfeuchten auftreten und sich für die meisten holzzerstörenden Pilze ein Bereich für optimales Wachstum findet. Da die chemische Schutzbehandlung lediglich auf die tränkbaren Bereiche des Splintholzes beschränkt ist, können holzzerstörende Pilze über Trockenrisse, die durch den geschützten Bereich hindurch reichen, in das ungeschützte Kernholz einwandern und dort massive Innen- bzw. Kernfäulen verursachen.
Diese sich von innen her entwickelnden Fäulnisschäden sind besonders kritisch, da sie zum einen über lange Zeit nicht erkennbar sind und zum anderen das Holzbauteil auf Höhe der Bodengleiche, also dort wo bei Windlast die größten Druck- und Zugkräfte auftreten, zunehmend geschwächt wird. Dabei unterscheidet sich der Bruchmechanismus des geschwächten Holzes ganz erheblich von dem eines ungeschädigten Holzbauteils. Bei geschwächtem Holz erfolgt der Bruch plötzlich und ohne jede Vorwarnung, während sich der Bruch bei intaktem Holz in der Regel über ein Splittern der Faserstruktur ankündigt.
Die Lage dieser Übergangszone im Bereich der Boden/Luftgrenze ist dynamisch; sie hängt ab von den jahreszeitlichen Unterschieden der Niederschlagsmengen, die im Wesentlichen den Wassergehalt im Boden und damit die Feuchtezufuhr in den unterirdischen Bereich des Holzbauteils beeinflussen. In Trockenperioden kann in oberflächennahen Bodenbereichen ein vorzeitiger, kapillarer Feuchteentzug aus dem Holz in den trockenen Boden stattfinden und der Übergangsbereich verschiebt sich unter die Bodenoberfläche. In Regenperioden verschiebt die hohe Bodenfeuchte, unterstützt durch die Befeuchtung des oberirdischen Bereichs, den Übergangsbereich über die Bodenoberfläche. Diese Dynamik spiegelt sich auch in den Schadbildern der Innenfäule wieder; sie erstrecken sich im Inneren des Bauteils teilweise über mehr als einen Meter und können sich - an trockenen Standorten - bis zu einem Meter unter die Boden/Luftgrenze ausweiten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verhinderung des Holzfeuchtegradienten im Übergangsbereich zwischen dem unter- und oberirdischen Bereich von Holzbauteilen, die im Boden gegründet sind, beziehungsweise im Übergangsbereich oberhalb der Wasseroberfläche bei Holzbauteilen, die in Wasser verbaut sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Übergangsbereich eine den gesamten Holzquerschnitt umfassende Sperrschicht errichtet wird, die den kapillaren Wassertransport im Holz und die Diffusion im Holz verhindert. Durch diese Maßnahme wird eine hydraulische Entkopplung des luftberührten und des feuchtebelasteten Bereichs im Holzbauteil erreicht und die Ausbildung eines Holzfeuchtegradienten in der Übergangszone verhindert.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine die Sperrschicht ergänzende Ummantelung des unterirdischen Bereichs mit einem sauerstoff- und/oder wasserundurchlässigen Material (Manschette), so dass in Trockenperioden kein vorzeitiger, kapillarer Feuchteentzug und keine Diffusion von Wasser aus dem Holz in die oberflächennahen, trockenen Bodenbereiche stattfinden kann. Diese Ummantelung beginnt oberhalb des Bodens im Bereich der erfindungsgemäßen Sperrschicht und umschließt den unterirdischen Bereich des Holzbauteils vollständig oder nur in Teilen. Die bodenberührte Hirnseite bleibt aber in jedem Fall offen, so dass die Bodenfeuchte hier ungehindert Zutritt hat und die gewünschte hohe Holzfeuchte im unterirdischen Bauteilbereich sichergestellt wird. Eine gasdichte Ausführung des Manschettenmaterials verhindert, neben Feuchtigkeitsverlusten aus dem unterirdischen Bauteilbereich, zusätzlich den Zutritt von Sauerstoff in das feuchte Holz. Durch diese Maßnahme wird die Sauerstoffzufuhr in den feuchten Bauteilbereich minimiert und die Aktivität der ubiquitär vorhandenen Mikroorganismen führt dann relativ schnell zu anaeroben Verhältnissen. Derart anaerobe Verhältnisse schützen das Holz zusätzlich, da unter diesen Bedingungen holzzerstörende Basidiomyceten gar nicht und Moderfäuleerreger nur bedingt bzw. stark verzögert wachsen können.
Die Manschettentechnologie an sich ist gut bekannt und wird mit erkennbarem Erfolg in vielen Varianten zur Unterstützung der chemischen Holzschutzmaßnahmen im Bereich des Mastfußes und/oder im Bereich der Erd-/Luftzone eingesetzt.
In EP 2 019 891 B1 wird eine Manschette aus einer Metallfolie beschrieben, die den unterirdischen Mastfuß umgibt und auf diesem über einen darüber liegenden Schrumpfschlauch fixiert wird. Die Wirkung der Metallfolie wird als „oligodynamisch“ beschrieben und nutzt somit die bioziden Eigenschaften von Metallionen, die aus der Folie freigesetzt werden.
EP 2 574 435 A2 beschreibt ein fast identisches Manschettensystem, lediglich die Wirkung der Metallfolie wird nicht mehr als „oligodynamisch“, sondern als „sauerstoffzehrend“ beschrieben.
In der PCT-Anmeldung WO 03/038213 A1 wird ein Manschettensystem beschrieben, das aus mehreren Lagen bestehen kann, die aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlicher Funktion (Termitenschutz, Reduktion von Wirkstoffverlusten in das Erdreich usw.) zusammengesetzt sind.
Alle Manschettensysteme zielen entweder auf eine ergänzende chemische Schutzwirkung und/oder auf eine physikalische Reduktion des Befallsdrucks durch holzzerstörende Organismen im Bereich der Erd-/Luftzone ab.
Keines der bislang beschriebenen Manschettensysteme ist in der Lage, die Ausbildung des Holzfeuchtegradienten zu verhindern. Dieser kritische Bereich wird lediglich vom Übergangsbereich Erd-/Luftzone hin zum oberirdischen Manschetten-Ende verschoben. Durch diese Verschiebung des Holzfeuchtegradienten wird der Befallsdruck durch Mikroorganismen jeglicher Art, der im bodennahen Bereich am höchsten ist, lediglich reduziert. Der kritische Holzfeuchtegradient bleibt aber am oberen Manschetten-Ende erhalten und bietet nach wie vor optimale Voraussetzungen für einen Befall durch holzzerstörende Pilze (Anflug von Sporen usw.).

1 zeigt ein Holzbauteil (Mast) mit einer zentralen Bohrung im Kernholz zur Aufnahme des Injektionspackers.
2 zeigt ein Holzbauteil (Stützpfahl) mit einer umlaufenden, zum Holz hin offenen, selbstdichtenden Manschette für die Verpressung des Mittels von aussen.
3 zeigt ein Holzbauteil (Mast) mit vier Bohrungen, die senkrecht zur Längsachse um den Abstand V_t von der Mittellinie des Holzbauteils und um den Abstand V_h horizontal voneinander versetzt bis in den Kern geführt wurden.
4 zeigt ein Holzbauteil (Mast) mit einer Bohrung, die im Winkel W_v zur Längsachse und um den Abstand V_t von der Mittellinie des Holzbauteils versetzt bis in den Kern geführt wurde. In der Regel werden mehrere dieser Bohrungen auf gegenüberliegenden Seiten und um den Abstand V_h horizontal voneinander versetzt (siehe Beispiel 3) angebracht.
5 zeigt ein Holzbauteil (Mast) mit einer Bohrung, die im Winkel W_h schräg zur Längsachse und um den Abstand V_t von der Mittellinie des Holzbauteils versetzt bis in den Kern geführt wurde. In der Regel werden mehrere dieser Bohrungen auf gegenüberliegenden Seiten und um den Abstand V_h horizontal voneinander versetzt (siehe Beispiel 3) angebracht.

Die erfindungsgemäße Entkopplung des ober- und unterirdischen Wasserhaushalts durch eine Wasser- und Wasserdampf-undurchlässige Sperrschicht verhindert das Auftreten optimaler Wachstumsbedingungen. Um sicherzustellen, dass im unterirdischen Bereich der Holzbauteile die Holzfeuchte auch während jahreszeitlich bedingter Trockenperioden nicht unter das Existenzmaximum für holzzerstörende Pilze absinkt, bietet sich die, ebenfalls erfindungsgemäße, Verwendung der Manschettentechnologie als unterstützende Maßnahme aus mehreren Gründen an. Über ein geeignet angebrachtes, wasserundurchlässiges Manschettenmaterial wird das an der unterirdischen Hirnseite aufgenommene Wasser während jahreszeitlich bedingter Trockenperioden im Bereich unterhalb der Sperrschicht gehalten und stellt hier dauerhaft hohe Holzfeuchten sicher. Ist das Manschettenmaterial zusätzlich gasdicht, dann führt die stark reduzierte Sauerstoffzufuhr in Verbindung mit der Aktivität der ubiquitär vorhandenen Mikroorganismen relativ schnell zu anaeroben Verhältnissen; auf sauerstoffzehrende, chemische Maßnahmen kann daher vollständig verzichtet werden.
An die Ausgestaltung des Mittels, mit dem im Holz erfindungsgemäß eine den gesamten Holzquerschnitt umfassende Sperrschicht errichtet wird, werden einige sehr spezifische Anforderungen gestellt:

- möglichst vollständige Durchtränkung der Holzzellwände
- Verschluss der großporigen Wasserleitungselemente (Tracheen und Tracheiden) oder zumindest der Tüpfel zwischen diesen Elementen
- möglichst geringe Veränderungen der Holzelastizität
- möglichst geringe Auswirkung auf das Bruchverhalten
- dauerhafte Verbindung mit den inneren Oberflächen der Holzzellen
- dauerhafte Wasserbeständigkeit des Sperrschichtmaterials
- keine Veränderung der elastischen Eigenschaften (z.B. Versprödung oder Rissbildung)
- dauerhafte Beständigkeit des Sperrmaterials gegenüber biotischen Faktoren.

Im Folgenden sind einige, ebenfalls erfindungsgemäße, Ausgestaltungsmöglichkeiten eines solchen Sperrmittels beispielhaft angeführt:

A.) Sperrmittel auf der Basis von Fetten und/oder Ölen und/oder Wachsen, bevorzugt auf Basis von Wachsen und besonders bevorzugt auf Basis von Paraffinen. Die Viskosität dieser Ausgangsmaterialien kann vor dem Einbringen ins Holz über Erhitzen derart eingestellt werden, dass auch eine Verteilung im Kernholz möglich wird. Falls nötig, kann der Bereich der Sperrschicht vor der Behandlung über Heizmatten, Infrarotstrahler oder Mikrowellengeräte vorgeheizt werden, um eine homogene Mittelverteilung sicher zu stellen.
B.) Sperrmittel auf Basis von Gemischen verschiedener Silan-Monomere und/oder Silan-Oligomere und/oder Siloxan-Monomere und/oder Siloxan-Oligomere, das als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht wird. Die Silan-Chemie bietet eine Vielfalt von Möglichkeiten zur Erzeugung gut haftender, hochflexibler und dauerhafter Polymere, die als Ein- oder Zweikomponentensysteme bei Raumtemperatur auf mehrere Arten zur Vernetzung gebracht werden können.
C.) Sperrmittel auf Basis von oligomeren Epoxidharzen, bevorzugt auf Basis von aliphatischen Epoxidharzen, besonders bevorzugt auf Basis von vorzugsweise linear vernetzenden aliphatischen Glycidyl-Epoxidharzen niedriger molarer Masse, die als niedrigviskose Mischung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht werden.
D.) Sperrmittel auf Basis von niedrigviskosen Polyurethan-Oligomeren und/oder deren Monomeren (Diole und Diisocyanate), die als niedrigviskose Mischung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht werden. Durch Beifügen geringer Wasseranteile entsteht bei der Polymerisation CO₂ und damit ein zusätzlicher Druck, der die Eindringung des Mittels zusätzlich unterstützt.
E.) Sperrmittel auf Basis von Furfuryl-Alkohol und geeigneten Katalysatoren in einem organischen Lösungsmittel, das in das Holz eingebracht wird und anschließend dort polymerisiert.
F.) Sperrmittel auf Basis von monomeren oder oligomeren Acrylaten, die zusammen mit einem Radikalstarter ins Holz eingebracht und dort anschließend zur Polymerisation gebracht werden. Oder Acrylatdispersionen (wässrige oder lösemittelbasierte Systeme), die ins Holz eingebracht werden und dann physikalisch aushärten.
G.) Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen Phenol-Formaldehyd-Vorkondensaten bevorzugt ausgewählt aus mono-, di-, tri-, tetrafunktionellen Phenolen und Vernetzungschemikalien ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Glyoxal sowie anderen geeigneten Vernetzern. Die Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate werden als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht. Phenol-Formaldehyd-Harze bilden dauerhaft beständige Polymere aus, die bei Raumtemperatur bis hin zu hohen Temperaturen auf unterschiedliche Arten zur Vernetzung gebracht werden können.
H.) Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten bevorzugt ausgewählt aus mono-, di-, tri- und tetrafunktionellen Melaminen und Vernetzungschemikalien ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal sowie anderen geeigneten Vernetzern. Die Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate werden als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht. Melamin-Formaldehyd-Harze bilden dauerhaft beständige Polymere aus, die bei Raumtemperatur bis hin zu hohen Temperaturen auf unterschiedliche Arten zur Vernetzung gebracht werden können.
I.) Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen DMDHEU (1,3-Dimethylol-4,5-dihydroxyethylenharnstoff)-Vorkondensaten und Vernetzungschemikalien ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal sowie anderen geeigneten Vernetzern. Die DMDHEU-Vorkondensate werden als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht. DMDHEU-Harze bilden dauerhafte Polymere aus, die bei Raumtemperatur bis hin zu hohen Temperaturen auf unterschiedliche Arten zur Vernetzung gebracht werden können.
J.) Kombinationen in unterschiedlichen prozentualen Anteilen der Sperrmittel aufgeführt in den Punkten A. - I.

Die Errichtung der erfindungsgemäßen Sperrschicht im Holzbauteil kann auf mehreren Wegen erfolgen:

1.) Im Kernholz werden eine oder mehrere Bohrungen in axialer Richtung bis zur gewünschten Position der Sperrschicht angelegt (siehe 1). In jede Bohrung wird ein Injektionspacker bis zum Ende des Bohrlochs eingeschlagen. Anschließend erfolgt die Verpressung des Mittels, bis es sich an der Position des Packers von innen her durch den gesamten Holzquerschnitt verteilt hat. Nach Abschluss der Polymerisation entsteht in diesem Bereich die erfindungsgemäße Sperrschicht. Diese Methode ist nur an Holzbauteilen anwendbar, die noch nicht im Boden stehen.
2.) An der gewünschten Position der Sperrschicht wird eine umlaufende, selbstdichtende Manschette angebracht, die zur Holzoberfläche hin offen ist (siehe 2). Anschließend wird das Mittel unter Druck in die Manschette eingepresst und das Mittel verteilt sich von außen her durch den gesamten Holzquerschnitt. Dieses Verfahren ist vorzugsweise bei runden Holzbauteilen mit geringem Durchmesser anwendbar und kann auch an Bauteilen angewendet werden, die bereits im Boden stehen.
3.) Es werden mehrere Bohrungen senkrecht zur Längsachse und um den Abstand V_t (siehe ) von der Mittellinie des Holzbauteils versetzt bis in den Kern geführt. Um die Statik des Holzkörpers so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, können die Bohrungen zusätzlich auch horizontal um den Abstand V_h versetzt angebracht werden. Jede Bohrung wird mit einem Injektionspacker verschlossen. Anschließend erfolgt die Verpressung des Mittels, bis es sich um das Bohrloch herum von innen her in einem Teil des Holzquerschnittes verteilt hat. Die verpressten Teilquerschnitte überlappen anschließend im Holz zu einer zusammenhängenden Sperrschicht. Nach Abschluss der Polymerisation des Mittels entsteht in diesem Bereich die erfindungsgemäße Sperrschicht. Diese Methode ist an Holzbauteilen anwendbar, die noch nicht im Boden stehen, sie kann aber ebenso als Nachpflegemaßnahme an bereits verbauten Holzbauteilen vor Ort durchgeführt werden.
4.) Es werden mehrere Bohrungen im Winkel W_v zur Längsachse und um den Abstand V_t (siehe 4) von der Mittellinie des Holzbauteils versetzt bis in den Kern geführt. Um die Statik des Holzkörpers so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, können die Bohrungen zusätzlich auch horizontal um den Abstand V_h (siehe 3) versetzt angebracht werden. Jede Bohrung wird mit einem Injektionspacker verschlossen. Anschließend erfolgt die Verpressung des Mittels, bis es sich um das Bohrloch herum von innen her in einem Teil des Holzquerschnittes verteilt hat. Die verpressten Teilquerschnitte überlappen anschließend im Holz zu einer zusammenhängenden Sperrschicht. Nach Abschluss der Polymerisation des Mittels entsteht in diesem Bereich die erfindungsgemäße Sperrschicht. Diese Methode ist an Holzbauteilen anwendbar, die noch nicht im Boden stehen, sie kann aber ebenso als Nachpflegemaßnahme an bereits verbauten Holzbauteilen vor Ort durchgeführt werden.
5.) Es werden mehrere Bohrungen im Winkel W_v zur Längsachse, im Winkel W_h schräg zur Längsachse und um den Abstand V_t (siehe 5) von der Mittellinie des Holzbauteils versetzt bis in den Kern geführt. Um die Statik des Holzkörpers so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, können die Bohrungen zusätzlich auch horizontal um den Abstand V_h versetzt angebracht werden (siehe Beispiel 3). Jede Bohrung wird mit einem Injektionspacker verschlossen. Anschließend erfolgt die Verpressung des Mittels, bis es sich um das Bohrloch herum von innen her in einem Teil des Holzquerschnittes verteilt hat. Die verpressten Teilquerschnitte überlappen anschließend im Holz zu einer zusammenhängenden Sperrschicht. Nach Abschluss der Polymerisation des Mittels entsteht in diesem Bereich die erfindungsgemäße Sperrschicht. Diese Methode ist an Holzbauteilen anwendbar, die noch nicht im Boden stehen, sie kann aber ebenso als Nachpflegemaßnahme an bereits verbauten Holzbauteilen vor Ort durchgeführt werden.

Welches der oben beispielhaft angeführten Bohrschemata zur Anwendung kommt, ist abhängig von der Holzart, dem Kernanteil, der Splintholzbreite und der Holzfeuchte vor Ort. Dasselbe gilt für den Durchmesser und die Tiefe der Bohrungen, sowie deren Anzahl und horizontalen Versatz. Die Auswahl und das Material der Verpress-Packer sind abhängig von der Formulierung des zu verpressenden Mittels.
Um sicherzustellen, dass unterhalb der Sperre eine gegen Pilzbefall ausreichend hohe Holzfeuchte auch während jahreszeitlich bedingten Trockenperioden erhalten bleibt, kann, beginnend auf Höhe der Sperrschicht, eine ergänzende Ummantelung des unterirdischen Bauteil-Bereichs mit einem gas- und/oder wasserundurchlässigen Material (Manschette) ausgeführt werden. Diese Manschette dient ausschließlich der Verhinderung von Wasserverlusten in gasförmiger (Diffusion) und/oder flüssiger Form (Kapillarität) aus dem unterirdischen Bauteilbereich in das umgebende Erdreich. Die Manschette kann, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Sperrschicht, als ergänzende Maßnahme zur Nachpflege an bereits im Boden stehenden Holzbauteilen angebracht werden. Sie sollte aber bevorzugt bereits, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Sperrschicht, als ergänzende Maßnahme vor dem Einbau des Bauteils in den Boden angebracht werden, oberhalb des Bodens im Bereich der erfindungsgemäßen Sperrschicht beginnen und den unterirdischen Bereich des Holzbauteils vollständig oder in weiten Teilen umschließen. Die bodenberührte Hirnseite und ein kleiner Bereich darüber bleibt aber in jedem Fall ohne Abdeckung, so dass die Bodenfeuchte hier ungehindert Zutritt hat und so die gewünscht hohe Holzfeuchte im unterirdischen Bauteilbereich sichergestellt wird.
Im Folgenden sind einige bevorzugte Ausführungsformen der ergänzenden Manschetten beschrieben:

M1.) Manschette aus einer wasserfest selbstklebenden Metall-Folie, wobei vorzugsweise eine Butylkautschukverbindung als Kleber und als Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung Verwendung finden. Diese Folie ist dehnbar, undurchlässig für Wasser, Wasserdampf und Gase und lässt sich in der Praxis sehr gut und unkritisch verarbeiten. Durch die Klebeschicht wird ein direkter Kontakt zwischen dem schutzmittelbehandelten Holz und dem Aluminium verhindert, so dass keine Aluminiumkorrosion durch Schutzmittelbestandteile erfolgen kann. Aus diesem Grund sollte bei der Befestigung dieser Folie auf die Klebeschicht nicht verzichtet werden.
M2.) Manschette aus einem wasserfest selbstklebenden Kunststoff, wobei vorzugsweise eine Butylkautschukverbindung als Kleber und ein dauerhaft wetterbeständiger, metallbedampfter Kunststoff und/oder ein dauerhaft wetterbeständiges, metallisiertes Kunststoffverbundmaterial Verwendung finden. Diese durch Metallbedampfung zu Barrierekunststoffen funktionalisierten Materialien sind dehnbar, undurchlässig für Wasser, weitestgehend undurchlässig für Wasserdampf und Gase und lassen sich in der Praxis sehr gut und unkritisch verarbeiten. Bei Verträglichkeit des Folienmaterials mit dem schutzmittelbehandelten Holz kann bei der Befestigung dieser Folie auf die Klebeschicht verzichtet und auf andere Fixierungsmethoden zurückgegriffen werden.
M3.) Manschette aus einem wasserfest selbstklebenden Kunststoff, wobei vorzugsweise eine Butylkautschukverbindung als Kleber und als Kunststoff vorzugsweise Polyethylennaphthenat (PEN) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) Verwendung finden. Diese Barrierekunststoffe sind dehnbar, undurchlässig für Wasser, weitgehend undurchlässig für Wasserdampf und Gase und lassen sich in der Praxis sehr gut und unkritisch verarbeiten. Bei Verträglichkeit des Folienmaterials dem schutzmittelbehandelten Holz kann bei der Befestigung dieser Folie auf die Klebeschicht verzichtet und auf andere Fixierungsmethoden zurückgegriffen werden.
M4.) Manschette aus einem wasserfest selbstklebenden Kunststoff, wobei vorzugsweise eine Butylkautschukverbindung als Kleber und ein dauerhaft wetterbeständiger Kunststoff und/oder ein dauerhaft wetterbeständiges Kunststoffverbundmaterial Verwendung finden. Derartige Manschetten sind mehr oder wenig dehnbar, undurchlässig für Wasser, können aber teildurchlässig für Wasserdampf und Gase, insbesondere für Sauerstoff, sein. Durch diese Teildurchlässigkeit wird die Funktionalität der Manschette zumindest teilweise beeinträchtigt. Bei Verträglichkeit des Folienmaterials mit dem schutzmittelbehandelten Holz kann bei der Befestigung dieser Folie auf die Klebeschicht verzichtet und auf andere Fixierungsmethoden zurückgegriffen werden.
M5.) Manschette aus einem wetterbeständigen Silikonkautschuk, bevorzugt einem RTV-Silikonkautschuk und besonders bevorzugt einem RTV-1 Silikonkautschuk, mit dem der für die Manschette vorgesehene Bauteilbereich beschichtet wird und anschließend zu einer wasserundurchlässigen, elastischen Schicht polymerisiert. Derartige Manschetten sind sehr elastisch und undurchlässig für Wasser, eine Undurchlässigkeit für Wasserdampf und Gase muss aber über Zuschlagstoffe (z.B. Eisenglimmer- und/oder Aluminiumflakes) herbeigeführt werden.

Die nachträgliche Anbringung der vorstehend genannten Manschettentypen im Rahmen von Nachpflegemaßnahmen erfolgt bevorzugt nach der Errichtung der erfindungsgemäßen Sperrschicht im Bereich der Erd-/Luftzone. Der bodenberührte Bauteilbereich wird bis in eine Tiefe von 30 cm bis ca. 50 cm freigelegt und gesäubert; anschließend wird die Manschette auf der unterirdischen Holzoberfläche befestigt und gegebenenfalls bis etwa 10 cm über die Sperrschicht hinaus in den luftberührten Bauteilbereich geführt. Anschließend wird der Bodenaushub in das Loch um das Bauteil zurückgefüllt und verdichtet. Falls eine zusätzliche Behandlung der Erd-/Luftzone mit Bioziden erforderlich ist, dann sollte sie unterhalb der Sperrschicht und vor dem Anbringen der Manschette vorgenommen werden.
Die vorbeugende Anbringung der vorstehend genannten Manschettentypen zur Ergänzung des chemischen Holzschutzes erfolgt ebenfalls bevorzugt nach der Errichtung der erfindungsgemäßen Sperrschicht im späteren Bereich der Erd-/Luftzone. Etwa 70% bis 95% der unterirdischen Holzoberfläche werden von der Manschette homogen abgedeckt, wobei die bodenseitige Hirnseite und ein Teil der darüber liegenden Holzoberfläche für den direkten Erdkontakt zugänglich bleiben müssen. Hier, zukünftig tief im Boden, erfolgt an der tiefsten Stelle die Wasseraufnahme in das Holzbauteil und erzeugt die gewünscht hohe Holzfeuchte im unterirdischen Bauteilbereich bis zur Sperrschicht. Die Manschette wird im zukünftig oberirdischen Bauteilbereich fortgeführt endet bis zu ca. 10 cm über der Sperrschicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2019891 B1 [0009]
EP 2574435 A2 [0010]
WO 03/038213 A1 [0011]

Claims

Verfahren zur physikalische Entkopplung der ober- und unterirdischen Holzfeuchten von Holzbauteilen im Erd- oder Wasserkontakt, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Erd-/Luftzone bzw. der Wasser-/Luftzone eine wasserdampf- und/oder wasserundurchlässige, den gesamten Bauteilquerschnitt erfassende Sperrzone errichtet wird, die den Wasserhaushalt des luftberührten Bauteilabschnitts von dem des Bauteilabschnitts mit Feuchtekontakt trennt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus geeigneten Fetten und/oder Ölen und/oder Wachsen, bevorzugt aus Wachsen und besonders bevorzugt aus Paraffinen besteht, wobei die Viskosität dieser Ausgangsmaterialien vor dem Einbringen ins Holz durch Erhitzen derart eingestellt wird, dass auch eine Verteilung im Kernholz erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus einem Gemisch verschiedener Silan-Monomere und/oder Silan-Oligomere und/oder Siloxan-Monomere und/oder Siloxan-Oligomere besteht, das als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und dort zur Polymerisation gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus oligomeren Epoxidharzen, bevorzugt auf Basis von aliphatischen Epoxidharzen, besonders bevorzugt auf Basis von vorzugsweise linear vernetzenden aliphatischen Glycidyl-Epoxidharzen niedriger molarer Masse besteht, die als niedrigviskose Mischung in das Holz eingebracht und dort zur Polymerisation gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus niedrigviskosen Polyurethan-Oligomeren und/oder deren Monomeren (Diole und Diisocyanate) besteht, die als niedrigviskose Mischung in das Holz eingebracht werden und dort polymerisieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus einem Gemisch aus Furfuryl-Alkohol, geeigneten Katalysatoren und organischen Lösungsmitteln besteht, in das Holz eingebracht wird und anschließend dort polymerisiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Errichtung der Sperrzone aus einem Gemisch von monomeren oder oligomeren Acrylaten, die entweder gelöst oder als wässrige Dispersion ins Holz eingebracht und anschließend dort zur Polymerisation gebracht werden.
Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen Phenol-Formaldehyd-Vorkondensaten bevorzugt ausgewählt aus mono-, di-, tri-, tetrafunktionellen Phenolen und Vernetzungschemikalien bevorzugt ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal, wobei die Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht werden.
Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten bevorzugt ausgewählt aus mono-, di-, tri- und tetrafunktionellen Melaminen und Vernetzungschemikalien bevorzugt ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal, wobei die Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht werden.
Sperrmittel auf Basis eines Gemisches von verschiedenen DMDHEU (1,3-Dimethylol-4,5-dihydroxyethylenharnstoff)-Vorkondensaten und Vernetzungschemikalien bevorzugt ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd und Glyoxal, wobei die DMDHEU-Vorkondensate als niedrigviskose Vorlösung in das Holz eingebracht und anschließend zur Polymerisation gebracht werden.
Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unterirdische Bauteiloberfläche von einer gas- und wasserundurchlässigen Schicht umgeben ist, wobei diese Schicht im Bereich der Sperrschicht beginnt und kurz vor der Unterseite des unterirdischen Bauteilbereichs endet, so dass zumindest die bodenseitige Hirnholzfläche in direktem Kontakt mit dem Erdreich steht und Wasser aufnehmen kann.
Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unterirdische Bauteiloberfläche von einer wasserundurchlässigen Schicht umgeben ist, die zusätzlich die Diffusion von Wasserdampf stark einschränkt; wobei diese Schicht im Bereich der Sperrschicht beginnt und kurz vor der Unterseite des unterirdischen Bauteilbereichs endet, so dass zumindest die bodenseitige Hirnholzfläche in direktem Kontakt mit dem Erdreich steht und Wasser aufnehmen kann.
Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unterirdische Bauteiloberfläche von einer wasserundurchlässigen Schicht umgeben ist, die zusätzlich die Diffusion von Wasserdampf behindert; wobei diese Schicht im Bereich der Sperrschicht beginnt und kurz vor der Unterseite des unterirdischen Bauteilbereichs endet, so dass zumindest die bodenseitige Hirnholzfläche in direktem Kontakt mit dem Erdreich steht und Wasser aufnehmen kann.
Einrichtung zur dauerhaften Sicherstellung erhöhter Holzfeuchte im Holzbauteil unterhalb der Sperrschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unterirdische Bauteiloberfläche von einer wasserundurchlässigen Schicht umgeben ist, wobei diese Schicht im Bereich der Sperrschicht beginnt und kurz vor der Unterseite des unterirdischen Bauteilbereichs endet, so dass zumindest die bodenseitige Hirnholzfläche in direktem Kontakt mit dem Erdreich steht und Wasser aufnehmen kann.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wasser- und gasundurchlässige Schicht ein Beschichtungsmaterial ausgewählt aus selbstklebender Aluminiumfolie und/oder metallisiertem, wetterbeständigen Kunststoff und/oder metallisiertem, wetterbeständigen Verbund-Kunststoff aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 12, die zusätzlich die Diffusion von Wasserdampf und Gasen stark einschränkt, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserundurchlässige Schicht ein Beschichtungsmaterial ausgewählt aus den Barrierekunststoffen Polyethylennaphthenat (PEN) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 13, die teildurchlässig für Wasserdampf und Gase ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserundurchlässige Schicht ein Beschichtungsmaterial ausgewählt aus wetterbeständigem Kunststoff aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 13, die teildurchlässig für Wasserdampf und Gase ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserundurchlässige Schicht ein Beschichtungsmaterial aus einem wetterbeständigen Silikonkautschuk, bevorzugt einem RTV-Silikonkautschuk und besonders bevorzugt einem RTV-1 Silikonkautschuk, aufweist, mit dem der für die Manschette vorgesehene Bauteilbereich beschichtet wird und anschließend zu einer wasserundurchlässigen, elastischen Schicht polymerisiert.
Einrichtung nach Anspruch 12, die zusätzlich die Diffusion von Wasserdampf und Gasen stark einschränkt, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserundurchlässige Schicht ein Beschichtungsmaterial aus einem wetterbeständigen Silikonkautschuk, bevorzugt einem RTV-Silikonkautschuk und besonders bevorzugt einem RTV-1 Silikonkautschuk, aufweist, bei dem eine starke Reduktion der Durchlässigkeit für Wasserdampf und Gase über geeignete Zuschlagstoffe (z.B. Eisenglimmer- und/oder Aluminiumflakes) herbeigeführt wurde und mit dem der für die Manschette vorgesehene Bauteilbereich beschichtet wird und anschließend zu einer wasserundurchlässigen, elastischen Schicht polymerisiert.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial ein sehr niedrigviskoser Silikonkautschuk ist, der ganz oder teilweise in die Holzoberfläche eindringt, so dass die wasserundurchlässige Schicht bereits im Inneren des Holzbauteils beginnt.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial ein sehr niedrigviskoser Silikonkautschuk ist, der ganz oder teilweise in die Holzoberfläche eindringt, so dass die wasserundurchlässige Schicht bereits im Inneren des Holzbauteils beginnt und sich die Zuschlagstoffe vorteilhaft in einer dichten Schicht auf der Holzoberfläche ablagern.