Gegenwärtig sind etwa 31 % der weltweiten Landflächen mit Wäldern bedeckt, was näherungsweise auch auf die Schweiz zutrifft. Dabei handelt es sich nach dem aktuellen Forstinventar um 32 % Laubholz und 68 % Nadelholz, wobei die Fichte (FI) mit 43 % und die Buche (BU) mit 18 % die wichtigsten Vertreter sind. Die hohe Verfügbarkeit von nachwachsendem Holz, das breite Spektrum an Holzarten und die leichte Bearbeitbarkeit gekoppelt mit den guten mechanischen Eigenschaften macht Holz zum idealen Baustoff. Eine mechanische Zerteilung des Rundholzes und das Fügen zu neuen Baustoffen erlaubt eine Homogenisierung und ein bewusstes Ausrichten der anatomischen Grundrichtungen zur gezielten Steuerung der neuen Eigenschaften. Die Verwendung von Nadel- und Laubhölzern für den Bau künftiger Gebäude wird von der Gesellschaft zunehmend gewünscht und gefordert. Daraus ergibt sich ein möglicher Anwendungsbereich von Holzprodukten, der vom einfachen Haus bis zum Hochhaus aus Holz reicht. Um das gesamte Anwendungsspektrum mit zuverlässigen Holzprodukten abzudecken, wird das einheimische Holz zu hochwertigen, leistungsfähigen Holzprodukten verleimt. 

Zur Gewährleistung von zuverlässigen Holzprodukten muss der Einfluss auf die Qualität verstanden werden. Die resultierende Qualität von Holzverklebungen hängt unteranderem von den Faktoren Holz, Fügeoberfläche, Behandlung, Klebstoff, Verklebungsparametern und der Anwendung ab. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit der Einfluss des Herstellungsprozesses und die Vorbehandlung der Fügeteile auf die Integrität und die Geometrie der Oberfläche von FI- und BU-Holz bewertet. Zusätzlich wurden die Auswirkungen der Oberflächengeometrie auf die Druckverteilung und Delaminationsbeständigkeit geprüft. Anhand von Zugscherfestigkeitsprüfungen kombiniert mit mikroskopischen Aufnahmen wurden die Oberflächenbehandlung sowie die Prozessparameter der Verklebung mit der Klebfugenqualität verküpft. 

Der entwickelte Integritätstest auf Basis von doppelseitigem Klebeband erlaubt, über die Kombination von Haftfestigkeit und Partikelanteil die Oberflächenbeschädigung zu bewerten. Mit der Auswertung der flächenbasierten Druckverteilungen konnten herstellungsspezifische und prozesstechnische Merkmale mit Relevanz für die Verklebung entdeckt werden. Mittels Messungen der Oberflächengeometrie ist es möglich, einen Link zwischen der Oberflächenintegrität, der Druckverteilung und der Delaminationsbeständigkeit zu schliessen. Über eine detaillierte Untersuchung der Klebfugenqualität konnten schliesslich entscheidende Faktoren und Wirkmechanismen von Einkomponenten-Polyurethanverklebungen (1K-PUR) gefunden werden (Beispiel Abb.1 & Abb.2). Die Arbeit hat gezeigt, dass über eine umfassende Analyse die polyvalenten Wechselwirkungen einer Holzverklebung bezüglich der Verklebungsqualität studiert werden können.

Abb. 1: Unzureichender Werkstoffverbund von 1K-PUR mit BU-Holz

Abb. 2: Optimaler Werkstoffverbund von 1K-PUR mit FI-Holz