WVU-Forscher finden Wege, um niedrig zu bleiben

An der West Virginia University wird eine Holzplatte hergestellt. Dies ist Teil der Forschung von Joseph McNeel und seinem Team am WVU Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design, die sich auf Möglichkeiten zur Nutzung von Gelbpappel als Quelle für technisches Holzbaumaterial konzentriert. (Eingereichtes Foto)

Laut Joseph McNeel, Professor an der West Virginia University, kann Hartholz aus West Virginia, das als minderwertiges Hartholz gilt, als erschwingliche, nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Baumaterialien wie Weichholz, Stahl und Beton dienen.

Der Professor und Direktor des WVU Appalachian Hardwood Center am Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design hat die Wirksamkeit von Gelbpappel, einer häufig in West Virginia vorkommenden Art, als Quelle für technisches Holzbaumaterial getestet. Gelbpappel wächst gerade, hat kleine Äste und lässt sich leicht verarbeiten, wodurch sie sich gut für den Bau eignet.

„Die Hälfte des in West Virginia für Sägeholz geernteten Hartholzes gilt als minderwertiges Schnittholz, weil es zu viele Äste und andere Mängel aufweist“, sagte McNeel. „Es wird für Paletten, Kisten, Eisenbahnschwellen und Fußböden verwendet. Aber man kann diese minderwertigen Harthölzer nehmen und etwas mit erheblichem Mehrwert schaffen.“

Während herkömmliches Bauholz aus einem Stück besteht, ist es möglich, ein robustes, langlebiges Produkt zu schaffen, indem man mehrere Stücke in Schichten zusammenklebt und zusammenpresst. Diese großen, dicken Platten werden als Brettsperrholz bezeichnet. CLTs werden aus minderwertigem Material hergestellt. Sie werden für große Spannweiten in Wänden, Böden und Dächern eingesetzt und eignen sich gut als tragende Elemente. Die Platten werden typischerweise aus Nadelhölzern – Fichte, Tanne und Kiefer – hergestellt, jedoch nicht aus Harthölzern.

Untersuchungen von McNeel und seinen Kollegen legen nahe, dass bestimmte Harthölzer aus den Appalachen, wie Gelbpappel, für strukturelle Anwendungen gut geeignet sind.

„Ein Grund, warum uns Gelbpappel gefiel, war, dass sie in der Vergangenheit ausgiebig für strukturelle Anwendungen getestet wurde“, sagte er.

Im Labor hat das Team mit einer Presse, die einen Druck von 250 Pfund pro Quadratzoll ausüben kann, Platten aus drei, fünf und sieben Schichten hergestellt. Die Forscher testeten die Biege- und Bruchfestigkeit der Platten und setzten die Proben rauen Bedingungen wie Wassersättigung und Austrocknung aus. Es wurden mehrere Tests durchgeführt, um zu sehen, ob die Klebeverbindungen hielten, und die Ergebnisse zeigten, dass die Platten beim Bau eine gute Leistung erbringen würden.

Der nächste Schritt besteht darin, Gelbpappel von der American Panel Association als zulässigen Rohstoff akzeptieren zu lassen. Ab diesem Zeitpunkt werden CLT-Hersteller in der Lage sein, CLTs aus Gelbpappel im Gewerbebau zu verwenden. McNeel sagte, dies werde nicht nur für die Bauindustrie von Nutzen sein, sondern auch für die Forstproduktunternehmen in den gesamten Appalachen, wo ein Großteil des Hartholzes letztendlich für minderwertige Artikel verwendet wird.

Der potenzielle Erfolg der CLT-Nutzung hängt von der Fähigkeit einer Region ab, diese zu produzieren. Die Platten seien schwer zu transportieren – eine 3 Fuß mal 10 Fuß große Platte wiege 600 bis 700 Pfund – daher müssten Hartholzproduktionsanlagen in der Nähe des Marktes liegen, um die Kosten zu senken, sagte er.

McNeel und seine Kollegen prüfen auch die Verwendung von Roteiche, einem weiteren Hartholz aus den Appalachen, für den Bau von Holzmatten, d.

„Sie werden dort eingesetzt, wo Böden sich durch den Verkehr schnell verschlechtern, in Feuchtgebieten und bei Anwendungen wie Gasexploration, Holzeinschlag und Wartung von Stromleitungen“, sagte er. „Wenn Sie auf dem Feld sind und etwas brauchen, das ein großes Gerät tragen kann, verwenden Sie Holzmatten.“

Die Matten bestehen überwiegend aus Roteiche, die alle anderen Komponenten überdauert und rauen klimatischen Bedingungen standhält.

„Für diese Matten gibt es keine Einschränkungen oder Vorschriften“, sagte er. „Sie werden zerstört, wenn man sie wiederholt mit schwerem Gerät überfahren hat. Wenn wir diese Platten also testen und sie effektiv funktionieren, werden wir versuchen, dies vielen Laubholzfabriken in den Appalachen mitzuteilen und zu sagen: „Sie könnten in dieses Geschäft einsteigen. Sie könnten lernen, wie man diese Holzmatten mithilfe der CLT-Technologie herstellt.“

Zusätzlich zu den wirtschaftlichen Vorteilen glaube McNeel, dass CLTs bei Krisen und humanitären Bemühungen nützlich sein könnten.

„Sie könnten zur Not von der FEMA zusammengestellt werden oder in jeder Notsituation, in der Menschen eine Unterkunft benötigen“, sagte er. „Es gibt viele potenzielle Einsatzmöglichkeiten für diese Produkte. Wir haben gerade erst an der Oberfläche gekratzt.“

Zu McNeels Forschungsteam gehören Curt Hassler, Forschungsprofessor; Balazs Bencsik, Postdoktorand; Jon Norris, Masterkandidat; und Levente Denes, außerordentlicher Professor im WVU Wood Science and Technology Program.

-WVU-

lr/6/1/23

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