Oft wird man bei der Suche nach Geräten für die Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsverfahren mit Messbereichsangaben konfrontiert, die bei näherem Hinsehen nicht sinnig sind. Dazu muss man wissen: Holz ist hygrosopisch – auch ohne direkte Befeuchtung kann es Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und wieder abgeben.
Der Autor Markus Friedrich ist Produktmanager bei der Trotec GmbH & Co. KG, Heinsberg
Bei Hölzern tritt Feuchteeinlagerung als gebundenes Wasser in der Zellsubstanz selbst und als freies Wasser in den Zellzwischenräumen auf. Die Feuchtigkeit wird zunächst in den Zellen selbst gebunden. Erst wenn diese kein weiteres Wasser mehr aufnehmen können, erfolgt die Aufnahme von freiem Wasser in die Zellzwischenräume.
Bei einer Trocknung kehrt sich die Reihenfolge um: Es verdunstet zunächst das freie Wasser aus den Zellzwischenräumen, dann geben die Zellen selbst das in ihnen gebundene Wasser ab. Der Punkt, an dem das Holz kein freies Wasser mehr enthält, ist der Fasersättigungspunkt, der zwischen 23 und 35 M-% (Masse-%) liegt.
Unterhalb des Fasersättigungsbereiches beginnt das in den Zellen gebundene Wasser auszutrocknen. Die Zelle zieht sich zusammen, mit dem Effekt, dass das Holz schwindet. Durch die Aufnahme von Wasser kehrt sich der Prozess um, das Holz quillt. Eine Weiterverarbeitung macht also erst Sinn, wenn das Holz sich dem Umgebungsklima soweit angepasst hat, dass Schwindungs- oder Quellprozesse abgeschlossen sind.
Damit Holz absolut wasserfrei ist, muss man es darren. Dabei werden Holzproben vorgegebener Größe gemäß DIN 52183 mit einer hochauflösenden Waage gewogen und danach bei Temperaturen von 105 bis 110 °C für 24 h in einen Darrofen gelegt. In definierten Zeitabständen werden die Proben entnommen und wieder gewogen – solange, bis keine Gewichtsveränderung mehr feststellbar und das Holz damit vollkommen wasserfrei ist.
Warum Widerstandsverfahren?
Für die Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsverfahren gilt: Je trockener ein Holz, desto geringer seine elektrische Leitfähigkeit, umso höher also der elektrische Widerstand. Die Holzfeuchtemessung mit Hilfe des Widerstands-prinzips lässt sich besonders gut im Bereich zwischen 6 und 30 M-% Holzfeuchte anwenden.
Der Grund: Zwischen dem darrtrockenen Zustand und etwa 6 M-% Feuchte nimmt der elektrische Widerstand im Holz exponentiell ab. Das heißt, dass die Widerstandssprünge auch bei sich nur minimal verändernder Holzfeuchte dermaßen hoch ausfallen können, dass deren Umrechnung in gesicherte M%-Werte nur durch sehr aufwändige Labor-Messaufbauten möglich sind. Oberhalb des Fasersättigungspunktes ist das Holz quasi vollkommen „durchnässt“ und sein elektrischer Widerstand damit gering. Mit zunehmender Feuchte ändert sich der elektrische Widerstand fortan nur noch so geringfügig, dass auch hier die Umrechnung dessen in gesicherte M%-Werte nur unter Laborbedingungen möglich ist.
Zwischen 6 M-% und der holzspezifischen Fasersättigung von etwa 30 bis 35 M-% ist der Zusammenhang zwischen Holzfeuchte und elektrischem Widerstand jedoch nahezu linear. Das bedeutet, dass die Veränderung von Feuchte und elektrischem Widerstand sehr gleichmäßig verläuft. Aufgrund dieser sortenspezifischen Linearität lässt sich die Holzfeuchtigkeit in diesem Fenster sehr präzise messen.
Zwar „arbeitet“ Holz am meisten im Bereich zwischen 6 bis 35 M-%, doch liegen die Ausgleichsfeuchte-Werte für Innen- und Außenbereiche mit 6 bis 17 M-% genau in diesem Fenster. Befinden sich die Feuchtigkeitswerte des Holzes während dessen Verarbeitung außerhalb dieses Fensters, ist eine spätere Dimensionsänderung durch Schwinden oder Quellen unvermeidbar.
Eine genaue und zuverlässige Messung der tatsächlichen Holzfeuchte ist vor der Verarbeitung daher notwendig. Die eingesetzten Messgeräte müssen folgende Eigenschaften aufweisen:
- Einstellungsmöglichkeit speziell zur Holzfeuchtemessung (Messungen im „Baufeuchte-Modus“ lassen nur indikative und damit ungenaue Ergebnisse zu)
- spezifische Holzfeuchtekurven für verschiedene Holzsorten (nur eine oder wenige allgemeine Kurven reichen nicht, da der jeweilige Fasersättigungspunkt bei jeder Holzart verschieden ist)
- Möglichkeit der Temperaturkompensation (neben dem enthaltenen Wasser beeinflusst auch die Holztemperatur die Leitfähigkeit des Holzes. Im hygroskopischen Bereich kann dies zu einer Erhöhung von 0,03 bis 0,15 M-% führen. Dieser Fehler lässt sich über die Temperaturkompensation des Gerätes korrigieren).
Die Messgeräte T2000S und T500 erfüllen diese Anforderungen und bieten einen Messbereich von 5 bis 99 M-% beziehungsweise 5 bis 50 M-%, wobei physikalisch bedingt die höchste Genauigkeit im Bereich zwischen 6 und 28 M-% liegt.
Trotec; Telefon: 02452 962-0;
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