DE19814237A1

DE19814237A1 - Verfahren zur präventiven und curativen Behandlung chem.-phys. Holzzersetzung

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Publication number: DE19814237A1
Application number: DE1998114237
Authority: DE
Inventors: Hans-Norbert Marx; Insa Christiane Hennen; Holger Niewisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-14

Abstract

Verfahren zur präventiven oder curativen Behandlung von Holzschäden, die durch Feuerschutzsalze oder die Einwirkung anderer holzzersetzender Stoffe hervorgerufen werden.

Description

Zum vorbeugenden Schutz von Holz gegen Entflammung werden und wurden häufig kon zentrierte anorganische Salzlösungen eingesetzt die eine Mineralisierung des Holzes zur Folge haben. Diese Lösungen enthalten z. B. Ammoniumphosphate, Ammoniumsulfate, Alkaliborate, Alkalisilikate, Alkalifluoride, ggf. auch Hydrogenfluoride und andere Be standteile in wechselnder Zusammensetzung. Als Aufbringmengen können 50-300 g je nach Salzgemisch pro Quadratmeter angenommen werden. Bei der Behandlung der Holz oberflächen dringen die Salzlösungen in die Hölzer ein, die Eindringtiefe ist unter ande rem abhängig von der Holzart, der Holzoberfläche und dem Alter des Holzes. Insbeson dere alte Hölzer in historischen Gebäuden nehmen die entsprechenden Feuerschutz salzlösungen gut auf, so daß die oben genannten Aufbringmengen zum Teil noch erheb lich überschritten werden können.

Aus der Praxis ist nun bekannt, daß die mit Feuerschutzsalz behandelten Hölzer - insbe sondere bei hohen Schutzmittelaufnahmen - im Laufe der Zeit - Zersetzungserscheinun gen aufweisen können.

Diese Erscheinungen haben chem.-phys. Ursachen und stellen sich dadurch dar, daß die Oberfläche des Holzes mit lockeren Fasern, vornehmlich aus Gellulose bestehend, belegt ist, die sich mechanisch leicht entfernen lassen. Dieser Vorgang ist fortschreitend und mindert den Holzquerschnitt und somit auch die Tragfähigkeit der Konstruktion. Ausgelöst wird dieser Vorgang durch zwei Erscheinungen, die jede für sich und insbesondere im Verbund den Umfang des Schadens bestimmen, entsprechend der folgenden Beschrei bungen:

1. Hydrolyse der Feuerschutzsalze bzw. einzelner Bestandteile im Feuerschutzsalz gemisch

Bedingt durch die Hygroskopizität der Feuerschutzsalze steigt die Holzfeuchte mit zunehmender Umgebungsfeuchte stärker an, verglichen mit unbehandeltem Holz. In der Folge steht im Holz bzw. in der Holzoberfläche ausreichend freies Wasser für eine hydrolytische Spaltung der Salze zur Verfügung. So reagiert beispielsweise Ammoniumsulfat in Lösung unter Bildung von Wasserstoffionen sauer und kann durch die jahrelange Einwirkung auf den Holzstoff eine Schädigung hervorrufen, die sich in der Lösung des Verbundes Cellulose/Lignin darstellt. Hierbei verliert das Holz die mechanische Stabilität, es wird sozusagen mazeriert.

2. Rekristallisation der Feuerschutzsalze

Der zweite, nicht weniger bedeutsame Vorgang ist die Kristallisation der Salzbe standteile bei fallender Holzfeuchte. Die im Holz befindliche Salzlösung bildet Salz kristalle, sobald die Holzfeuchte soweit abfällt, daß das Löslichkeitsprodukt der Salze überschritten wird. Der Vorgang der Lösung und Kristallisation der Salze kann sich ständig wiederholen und lockert mechanisch den Verbund der Holzbe standteile. Dieser Vorgang ist sehr begreiflich, denn zum Beispiel im Spätjahr kann ein Dachstuhl bei Sonneneinstrahlung sich auf 30-40°C aufheizen und in der Nacht auf unter 0°C abfallen, im gleichen Wechsel nimmt die Oberflächenfeuchte tags ab und nachts zu.

Von diesem Vorgang der Rekristallisation geht eine Sprengwirkung aus, vergleich bar einer Gesteinszersetzung durch gefrierendes Wasser.

Es ist unschwer zu erkennen, daß die beschriebenen Vorgänge und die Tatsache, daß insbesondere alte Hölzer derartige anorganische Feuerschutzmittel gut aufnehmen, zu erheblichen Folgeschäden an z. B. historischen Holzkonstruktionen Anlaß geben kann.

Demzufolge besteht Bedarf an einem Verfahren, das ermöglicht, vorhandene Holzzerset zungen zu unterbinden und mit dem man solchen Schäden ggf. vorbeugen kann.

In umfangreichen Untersuchungen zeigt sich nun überraschend, daß durch nachträgli chen Auftrag bestimmter Substanzen sowohl die Hydrolyse als auch die ständige Rekri stallisation der Feuerschutzsalze wirksam verhindert werden kann.

Als besonders geeignet erwies sich eine 5-40%-ige wässrige Lösung von Natriumlaktat (milchsaures Natrium), mit der sich die bei der Hydrolyse entstehende Wasserstoffionen abfangen lassen, da das Natriumlaktat in dem Falle eine abpuffernde Wirkung entwickelt. Weiterhin ist eine Natriumlaktat-Lösung unter den klimatischen Bedingung eines Dach stuhles nicht zur Kristallisation zu bringen, so daß die Feuchtigkeitsrückhaltung dazu führt, daß die ständige Rekristallisation der primär aufgebrachten Feuerschutzsalze dauerhaft unterbunden wird. Auch die Salze anderer schwer kristallisierbarer Hydrocarbonsäuren zeigten die gleichen bzw. vergleichbaren Effekte.

Bei der Entwicklung des Verfahrens zeigte sich, daß die Verwendung z. B. von Natrium laktatlösung folgende Vorteile mit sich bringt:

1. Unterbindung der Hydrolyse bzw. deren Auswirkung.
2. Unterbindung der Holzfeuchteschwankungen.
3. toxikologisch unbedenklich, Natriumlaktat ist ein natürliches Stoffwechselprodukt und als Lebensmittelzusatzstoff offiziell zugelassen.
4. Schutzwürdige Tiere, wie z. B. Fledermäuse, die auf Dachstühlen leben oder über wintern werden nicht in der Befindlichkeit gestört.
5. Natriumlaktat ist geruchlos.
6. Die Feuchteschutzwirkung wird nicht beeinträchtigt.
7. Die Holzoberfläche wird optisch nicht verändert, lediglich eine leichte Tönung durch die höhere Holzfeuchte ist zu erkennen.
8. Die Applikation ist gefahrlos (Arbeitsschutz).

In Einzelfällen können der Natriumlaktatlösungen auch Farbstoffe, Bindemittel oder Bio zide beigemischt werde, sofern dies im Einzelfall erforderlich ist.

Beispiele

1.	50% Natriumlaktatlösung 50%-ig
50% Wasser@	100%

Auftrag durch Streichen oder Sprühen 100-300 g/m² in ein bis zwei Arbeitsgängen.

2.	50% Natriumlaktatlösung 50%-ig
49% Wasser@	1% Kontrollfarbstoff braun@	100%

3.	50% Natriumlaktatlösung 50%-ig
45% Wasser@	5% Dinatriumtetraborat@	100%

Auftrag durch Streichen oder Sprühen 100-300 g/m² in ein bis zwei Arbeitsgängen. Gleichzeitig Schutz gegen holzzerstörende Insekten.

4.	20% Natriumsalz der D-Zuckersäure
80% Wasser@	100%

5.	20% Natriumsalz der Glycolsäure
80% Wasser@	100%

6.	40% Natriumlaktatlösung 50%-ig
10% Natriumsalz der Glycolsäure@	50% Wasser@	100%

Gemäß den Untersuchungen läßt sich das Natriumlaktat ganz oder teilweise durch an dere hydroxycarbonsaure Salze ersetzen, als Kationen eignen sich dabei außer Natrium auch Kalium und Lithium.

Als Beispiele für andere Hydroxycarbonsäuren seien genannt:

Zuckersäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Citronensäure, Glycolsäure und Salicysäure.

Claims

1. Verfahren zur präventiven und/oder curativen Behandlung von Holzschäden, die durch Feuerschutzmittel oder andere holzzersetzende Stoffe hervorgerufen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzoberflächen mit Alkalisalzlösungen von Hydroxycarbonsäu ren zur Neutralisation, Pufferung und Feuchtigkeitsregulierung behandelt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Hydroxycar bonsäuren, insbesondere um natürliche Milchsäure handelt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen verschiedener Hydroxycarbonsäuren verwendet werden können.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzoberfläche mit Lösungen der Alkalisalze der Hydroxycarbonsäuren oder deren Gemische in einer Kon zentration von 3 bis 60%, vornehmlich 10-25% in Wasser behandelt werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenständlichen Alkalisalzlösungen der Hydroxycarbonsäuren zusätzlich weitere Stoffe wie Farbstoffe, Bindemittel, Netzmittel, Biozide, UV-Schutzmittel, Antioxidantien, Hydrophobierungsmittel und die Hygroskopizität beeinflussende Stoffe, wie z. B. Glyzerin, enthalten können.