Querzugfestigkeit und Biegeeigenschaften

Die Querzugfestigkeit der Referenzplatten liegt bei 1,2 bis 1,3 N/mm² (Abbildung 91). Die statistisch nicht signifikante, aber geringere Querzugfestigkeit der Platten mit Paraffinanteil lässt sich auf die demzufolge etwas hydrophobere Oberfläche der Strands zurückführen.

Damit kann die Benetzbarkeit durch das Bindemittel eingeschränkt sein.

Die Querzugfestigkeit der Platten zur Nachbehandlung liegt nach dem Verpressen geringfü-gig unter dem Referenzwert. Durch die Stapelbehandlung nimmt die Querzugfestigkeit in Abhängigkeit der Temperatur unterschiedlich stark ab. Bei der 120°C-Behandlung ist eine Abnahme erst in Verbindung mit angehobener Behandlungsdauer auf 48 Stunden deutlich;

die Querzugfestigkeit liegt mit 0,9 N/mm² um 25% unter dem Referenzwert. Durch Behand-lung bei 140°C führt bereits die 24stündige NachbehandBehand-lung zu einer Abnahme der Quer-zugfestigkeit, die mit zunehmender Stapeldauer bis 48 Stunden konstant bleibt. Gegenüber der Referenz sinkt die Querzugfestigkeit um etwa 25%. Einen deutlichen Einfluss der Be-handlungsdauer auf die Querzugfestigkeit zeigt sich erst durch Nachbehandlung bei 160°C.

Nach dem Verpressen liegt der Wert mit 1,15 N/mm² um cirka 7% unter der Referenz. Die Nachbehandlung für 24 Stunden resultiert in einer Abnahme der Querzugfestigkeit, die um

Nachbehandlung – Ergebnisse & Diskussion 0,8 N/mm² gesunken, was einem Festigkeitsverlust von 35% gegenüber einer unbehandel-ten Platte entspricht. Die Festigkeitsabnahme mit steigender Behandlungstemperatur beruht auf Festigkeitsverlusten des Holzes und nicht auf einem Versagen der Klebfuge.

Johansson und Morén (2006) konnten durch ihre Arbeit zeigen, dass die Scherfestigkeit von Vollholz durch thermische Behandlung abnimmt, wobei die Festigkeitsverluste mit steigender Temperatur höher ausfallen. Die Bruchbilder der Querzugproben wiesen Holzbruch auf und aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit des PMDI bei den hier auftretenden Temperaturen bis 160°C kann eine thermische Zersetzung des Klebstoffes ausgeschlossen werden.

Querzugfestigkeit in N/mm²

120°C 140°C 160°C Referenz

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Stapeldauer 24 h Stapeldauer 0 h

Stapeldauer 48 h

Paraffinzusatz

Abbildung 91: Querzugfestigkeit nach EN 319 von OSB, die bei 120°C, 140°C bzw. 160°C für 24 bzw. 48 Stunden im Stapel nachbehandelt wurden im Vergleich zur Referenz.

Nach dem Kochtest sinkt die Querzugfestigkeit der Referenzen auf 0,4 bis 0,5 N/mm² (Abbildung 92); dies entspricht einer Abnahme gegenüber vor dem Kochtest um 60 bis 65%.

Die Abnahme der Querzugfestigkeit nach dem Kochtest der nachbehandelten Platten fällt mit 40 bis 50% gegenüber dem trocken bestimmten Querzug geringer aus. Der Einfluss der Verfahrensparameter Temperatur und Zeit auf die Kochquerzugfestigkeit entspricht dem Verlauf, der auch bei der Querzugfestigkeit festgestellt werden kann. Bei der 120°C-Be-handlung ist kein Einfluss der Nachbe120°C-Be-handlung gegenüber der nicht im Stapel behandelten Platte zu erkennen. Die Querzugfestigkeit der für 24 Stunden behandelten Platte liegt mit

durchschnittlich 0,65 N/mm² über den Werten der anderen Platten; diese Abweichung lässt sich aber weniger auf die Verfahrensparameter als auf Einflüsse durch die Probenvorberei-tung zurückführen. So kann beispielsweise die Kontaktfläche zwischen Probekörper und Zugjoch durch ungleichmäßigen Abschliff vor der Verklebung unterschiedlich groß sein. Die 140°C-Behandlung zeigt eine Abnahme der Querzugfestigkeit mit steigender Dauer der Nachbehandlung. Der Wert fällt nach 24 Stunden Nachbehandlung im Vergleich zur Platte, die nach dem Verpressen nicht nachbehandelt wurde, um 30%. Das Anheben der Behand-lungsdauer auf 48 Stunden führt durchschnittlich zu einer weiteren, aber nicht signifikanten Abnahme der Kochquerzugfestigkeit, die 40% geringer ausfällt im Vergleich zu der nicht ein-gestapelten Platte. Ein statistisch signifikanter Einfluss der Behandlungsdauer auf das Er-gebnis konnte erst durch Nachbehandlung bei 160°C festgestellt werden. Nach dem Ver-pressen lag die Kochquerzugfestigkeit bei rund 0,5 N/mm² und änderte sich auch nach 24stündiger Stapelbehandlung nicht. Die Verlängerung der Nachbehandlung auf 48 Stunden führte zu einer Abnahme der Querzugfestigkeit um 25%. Die relativ geringere Abnahme der Kochquerzugfestigkeit nachbehandelter Platten gegenüber den Referenzen lässt sich durch das Verhältnis von Kochquerzugfestigkeit zu Trocken-Querzugfestigkeit veranschaulichen (Tabelle 19). Je kleiner die Verhältniszahl, desto größer ist die Abnahme der Querzugfestig-keit nach Kochtest im Vergleich zur trocken bestimmten QuerzugfestigQuerzugfestig-keit. Die Ursache für die relativ höhere verbliebene Festigkeit liegt in der reduzierten Dickenquellung begründet.

Dadurch bleibt trotz Kochens die Belastung auf die Klebstoffbrücken infolge einer Dickenzu-nahme geringer.

Nachbehandlung – Ergebnisse & Diskussion

Querzugfestigkeit in N/mm²

120°C 140°C 160°C Referenz

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Stapeldauer 24 h Stapeldauer 0 h

Stapeldauer 48 h

Paraffinzusatz

Abbildung 92: Querzugfestigkeit nach Kochtest (EN 1087-1) von OSB, die bei 120°C, 140°C bzw.

160°C für 24 bzw. 48 Stunden im Stapel nachbehandelt wurden im Vergleich zur Referenz. Die Presszeit hing von der angestrebten Stapeltemperatur ab (Stapeldauer 0 h).

Tabelle 19: Verhältnis der Querzugfestigkeit nach Kochtest (EN 1087-1) zur trocken bestimmten Querzugfestigkeit (EN 319) gemäß Abbildung 91 und Abbildung 92

Probe (T / h) EN 1087-1 / EN 319 (N/mm²) Referenz (Paraffin) 0,38 (0,33)

120 / 0 120 / 24 120 / 48

0,44 0,56 0,51 140 / 0

140 / 24 140 / 48

0,64 0,57 0,46 160 / 0

160 / 24 160 / 48

0,41 0,47 0,45

Der Biege-E-.Modul (Abbildung 93) wird durch die Nachbehandlung bzw. erhöhte Presszeit im Vergleich zur Referenz nicht verändert, während die Biegefestigkeit abnimmt (Abbildung 94). Dabei ist die Abnahme gegenüber der Referenz erst ab 140°C und einer Behandlungs-dauer von 48 Stunden signifikant. Nach 48stündiger Nachbehandlung bei 160°C ist der Fes-tigkeitsverlust mit etwa 25% gegenüber der Referenz maximal. Bei niedrigeren Temperatu-ren bzw. geringerer Behandlungsdauer kann durch die hohe Streuung einiger Werte keine eindeutige Aussage über den Einfluss der Prozessparameter auf die Biegefestigkeit getroffen werden. Ein Grund für die große Schwankungsbreite der Messwerte kann die manuelle Streuung der Platte sein, wodurch die Strands in Plattenebene nicht orientiert ausgerichtet sind, was wesentlichen Einfluss auf die Biegefestigkeit hat. Erst die zunehmende Temperatur und steigende Dauer der Nachbehandlung wirkt sich deutlich auf eine Abnahme der Biege-festigkeit aus. Die einsetzende thermische Zersetzung der Polyosen führt zu Einbußen der Elastizität des Holzes, die insbesondere bei Biegebeanspruchung in den Vordergrund treten.

Biege-E-M odul in N/mm²

120°C 140°C 160°C Referenz

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Stapeldauer 24 h Stapeldauer 0 h

Stapeldauer 48 h

Paraffinzusatz

Abbildung 93: Biege-E-Modul von OSB, die bei 120°C, 140°C bzw. 160°C für 24 bzw. 48 Stunden im Stapel nachbehandelt wurden im Vergleich zur Referenz. Die Presszeit hing von der ange-strebten Stapeltemperatur ab (Stapeldauer 0 h).

Nachbehandlung – Ergebnisse & Diskussion

Biegefestigkeit in N/mm²

120°C 140°C 160°C Referenz

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Stapeldauer 24 h Stapeldauer 0 h

Stapeldauer 48 h

Paraffinzusatz

Abbildung 94: Biegefestigkeit von OSB, die bei 120°C, 140°C bzw. 160°C für 24 bzw. 48 Stunden im Stapel nachbehandelt wurden im Vergleich zur Referenz. Die Presszeit hing von der ange-strebten Stapeltemperatur ab (Stapeldauer 0 h).