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IHD Dresden: Lehren aus dem Forschungsprojekt Europarquet
Im Rahmen des Forschungsprojekts Europarquet haben das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) und die Holzforschung Austria (HFA) zahlreiche Methoden zur Bewertung von Mehrschichtparkett erarbeitet und erprobt. Ein Schwerpunkt war die Entwicklung von Prüfverfahren zur Beurteilung der Verklebungsqualität der einzelnen Schichten.
Parkettböden sind sowohl im Wohn- als auch im Gewerbebereich zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt, die hohe Anforderungen an den Holzboden stellen. In zunehmendem Maße werden Gebäude als Niedrigenergie- oder Passivhäuser ausgeführt, und häufig werden Fußbodenheizungen installiert. Diese Faktoren verstärken die Auswirkungen des in Europa typischen Wechsels der Luftfeuchte in Abhängigkeit von den Jahreszeiten. In mehrschichtigen Fußböden treten so Spannungen auf, die sich innerhalb der einzelnen Schichten durch ihre Richtung und ihre Größe unterscheiden. Diese Spannungen müssen vom Klebstoff, der die Schichten miteinander verbindet, aufgenommen werden, um die Funktionsfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit des Parketts zu bewahren.
Für die Überprüfung und Bewertung der Verklebungsqualität in mehrschichtigen Holzfußböden gibt es allerdings bisher in Europa keine normative Grundlage. Erfahrungen bei der Anwendung von asiatischen und amerikanischen Prüfnormen zeigen, dass eine Differenzierung zwischen in der europäischen Praxis funktionierenden Aufbauten und fehlerhaften Produkten mit diesen Methoden nicht in ausreichendem Maß möglich ist.
Methodenauswahl
Ziel der Forschungsarbeiten war die Entwicklung von Prüfmethoden, mit denen die Verklebungsqualität von Mehrschichtparkett bewertet werden kann. Zunächst wurden in Kooperation mit Parkettherstellern Prüfmethoden zusammengetragen, die bei der Bewertung der Klebfugen bisher angewendet wurden. Eine Recherche im Bereich anderer verklebter Holzprodukte lieferte weiteren Input für die Auswahl der Prüfungen. Es stellte sich heraus, dass fast ausnahmslos zweistufige Verfahren angewendet werden: Im ersten Schritt werden die Prüfkörper klimatischem Stress ausgesetzt, anschließend erfolgt die Messung der Delaminierung oder mechanischer Kennwerte.
Aus den insgesamt rund 20 vorhandenen und ausgewerteten Prüfverfahren wurde ein Prüfprogramm aufgestellt, in dessen Rahmen rund 4.000 Prüfkörper untersucht wurden. Dabei wurden sechs Lagerungsfolgen mit fünf Prüfmethoden kombiniert. Ziel war es, die Durchführbarkeit der Prüfungen zu untersuchen und eine Differenzierung zwischen funktionierenden Parkettvarianten und fehlerhaft verklebten Aufbauten zu erreichen. Zur Validierung der Methoden erfolgten an den gleichen Aufbauten Prüfungen an größeren Bodenflächen in einer für diese Zwecke hergerichteten Klimazelle mit integrierter Fußbodenheizung im IHD auf der Grundlage der Werknorm IHD-W 473. In die Untersuchungen wurden 16 unterschiedliche Materialvarianten eingebunden: Zwei- und Dreischichtaufbauten, unterschiedliche Nutz- und Trägerschichten und verschiedene gängige Klebstoffsysteme. Als Referenzvariante diente ein Zweischichtparkett, dessen 3,6 mm dicke Deckschicht aus Buchenholz und die Trägerschicht aus Fichtestäbchen bestand. Die Verklebung erfolgte mit einem PVAc-Leim (Poly-Vinyl-Acetat) der Klasse D3 nach EN 204. Die Dicke der Nutzschicht blieb unverändert.
Um die Eignung der Methoden zur Detektion von Fehlverklebungen zu untersuchen, wurden zwei gezielt fehlerhafte Varianten einbezogen, die sich vom Referenzmaterial dadurch unterschieden, dass die Klebstoffmenge verringert wurde bzw. die offene Zeit bei der Verklebung überschritten wurde. Diese Varianten fertigte ein Parketthersteller explizit für dieses Forschungsvorhaben. Zwecks Variation der Nutzschicht wurden zudem neben den Materialvarianten mit Buchenholz auch solche mit Eichenholz untersucht. Anstatt der Nadelholzstäbchen besaßen zwei Parkettsorten eine Trägerschicht, die aus einer Faserplatte gefertigt wurde.
Zur Verklebung der Deckschicht mit der Trägerschicht kamen folgende Klebstofftypen zur Anwendung: PVAc-Leime D3 und D4, UF (Harnstoff-Formaldehyd)-Harz, EPI (Emulsionspolymer Isocyanat)-Klebstoff sowie PUR (Polyurethan)-Schmelzklebstoff. Bei der Auswahl der Materialvariationen flossen sowohl die Erfahrungen der Forschungsstellen bezüglich des Auftretens großer Beanspruchungen im Parkettaufbau als auch Vorschläge der Hersteller hinsichtlich der in der Praxis verwendeten Materialkombinationen ein (siehe Tabelle "Prüfmaterialien"). Als vorgelagerte Behandlung der Prüfkörper wurden Lagerungen im Trockenschrank und fünf verschiedene Wasserlagerungen mit aufsteigender Beanspruchung ausgewählt (siehe Tabelle "Lagerungsfolgen im ersten Projektschritt").
Anschließend wurden die delaminierten Klebstofffugen an zwei unterschiedlich großen Proben gemessen bzw. Aufspalt-, Abhebe- oder Druckscherversuch durchgeführt. Im Zuge der Untersuchungen gewannen die Forscher zahlreiche Erkenntnisse für die Methodenentwicklung.
Die Prüfungen an Bodenflächen mit Fußbodenheizung erfolgten zeitgleich. Die Parkettelemente wurden nach einem vorgegebenen Schema verlegt und mit Parkettkleber mit dem Estrich verklebt. Nach der Klimatisierung im Normalbereich wurde zunächst ein Feuchtklima eingestellt. Darauf folgte ein trockener Zyklus mit eingeschalteter Fußbodenheizung. Die Oberflächentemperatur betrug im ersten Durchgang etwa 27 °C. In weiteren Durchgängen wurde die Beanspruchung des Bodens verstärkt, indem die Böden mit einem starr aushärtenden Klebstoff verklebt, die Lufttemperatur in der Zelle, die Anzahl der Feucht-Trocken-Zyklen und die Oberflächentemperatur auf 28 °C erhöht wurden. Während der Versuche wurden die Veränderungen der geometrischen Parameter des Bodens bestimmt und auftretende Delaminierungen und Risse erfasst. Die fehlerhaft verklebte Variante wurde auch bei diesen Untersuchungen eindeutig erkannt. Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse modifizierten die Wissenschaftler die Werknorm zur Prüfung der Fußbodenheizungsbeständigkeit (IHD-W 473).
Vergleichsversuche
Basierend auf den Versuchen im ersten Schritt konnten die Wissenschaftler eine solide Datenbasis für die Auswahl von Prüfmethoden für die weiteren Untersuchungen schaffen.
Mehrere Vorbehandlungen wurden in Betracht gezogen:
- Trocknung bei 60 °C über einen Zeitraum von 100 Stunden: Für die Detektierung von Fehlverklebungen ist auch eine kürzere Lagerungsdauer ausreichend, jedoch ist bei längerer Trocknung eine bessere Variantendifferenzierung gegeben. Für die Lagerung ist lediglich ein Trockenofen nötig.
- Wechsellagerung: 6 Stunden in kaltem Wasser, anschließend Trocknung bei 80 °C über einen Zeitraum von 18 Stunden: Bei dieser Behandlung wird der Boden einer mittleren Feuchtebelastung ausgesetzt. Sie ist mit gewöhnlicher Ausrüstung (Wasserbad, Trockenschrank) ausführbar und führt zu guten Ergebnissen bei der Differenzierung von Klebstoffen.
- Wechsellagerung: 2 Stunden in heißem Wasser (70 °C), anschließend Trocknung bei 60 °C über einen Zeitraum von 3 Stunden:
Diese Referenzmethode ist in Japan normativ geregelt. Es liegt eine hohe Feuchtebelastung vor. Für die Durchführung ist ein temperierbares Wasserbad erforderlich. Die Methode ist bei PVAc- und den meisten UF-Klebstoffen sowie für Belagsaufbauten mit Faserplatten nicht anwendbar, da diese einer Beanspruchung
durch 60 °C warmes Wasser nicht standhalten.
Ausgewählte Methoden zur Bewertung der Verklebungsqualität:
- Messung der Delaminierung an Prüfkörpern mit einer Länge von 100 mm und vollständiger Elementbreite: Bei der ausgewählten Prüfkörpergröße kann die Verklebungsqualität über die gesamte Breite des Parkettelements bewertet werden. Die Messung liefert einen numerischen Wert, so dass ein Vergleich zwischen den Materialvarianten leicht möglich ist.
- Aufspalten der Klebfuge: An der aufgespalteten Klebfuge ist die qualitative Bewertung der Verklebungsqualität sehr gut möglich. Die Spezifikation der Methode liegt jedoch in der Interpretation der verschiedenen Bruchbilder.
- Abhebeversuch: Die Abhebeversuche liefern zuverlässige und reproduzierbare numerische Werte. Wegen der notwendigen Verklebung des Prüfadapters mit der Parkettoberfläche ist diese Prüfung jedoch nicht anwendbar, wenn Wasserlagerungen durchgeführt werden. Zudem ist eine Festigkeitsprüfmaschine erforderlich.
Für die weiterführenden Versuche wurden zwölf Parkettvarianten verwendet, darunter befanden sich auch sechs Aufbauten, die mit einer Oberflächenbeschichtung versehen wurden. Neben der Referenzvariante wurde erneut eine Variante mit absichtlich herbeigeführter Fehlverklebung einbezogen. Insgesamt waren weitere rund 1.600 Prüfkörper zu prüfen. Von der HFA organisiert nahmen sieben Labore am Vergleichsversuch teil: Neben den beiden Forschungseinrichtungen waren dies ein weiteres Prüflabor, zwei Parketthersteller und zwei Klebstoffhersteller. Alle Ergebnisse wurden miteinander verglichen und ausgewertet.
Entwicklung einer Prüfvorschrift
Die Forschungsinstitute erarbeiteten auf der Grundlage der Ergebnisse der Versuchsreihen eine Prüfvorschrift (erschienen bei der Holzforschung Austria als Arbeitsanweisung HFA AA B 214 und beim IHD als Werknorm IHD-W 482). Geplant ist, das beschriebene Prüfprozedere in die europäische Normung zu überführen, erste Schritte dazu wurden bereits eingeleitet. Das standardisierte Prüfverfahren dient der Beurteilung der Qualität der Verklebung von Nutz- und Trägerschichten mehrlagiger Holzfußböden mit unterschiedlichen Aufbauten und Klebstoffen.
Um Fehlverklebungen zu detektieren und eine Mindestqualität zum Einsatz über Fußbodenheizungen zu gewährleisten, hat sich eine Vorbehandlung von 100 Stunden bei einer Temperatur von 60 °C im Trockenschrank als geeignet herausgestellt. Das Verhältnis der delaminierten Klebfugen zur Länge der Klebfugen, gemessen an den Schnittflächen der Prüfkörper, sollte im Mittel 5 % nicht überschreiten.
Bei vergleichenden Untersuchungen an verschiedenen Parkettvarianten oder beim Test von Fußböden mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen kann die Vorbehandlung durch sechs Stunden Lagerung in kaltem Wasser und anschließender 18-stündiger Trocknung bei 80 °C angewendet werden. Danach erfolgt ebenfalls die Messung der Delaminierung. Ein unmittelbarer Zusammenhang mit der Eignung der Holzböden auf Fußbodenheizung konnte bei dieser Vorbehandlung nicht nachgewiesen werden.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass es gelungen ist, eine Prüfvorschrift zu entwickeln, mit der die Verklebungsqualität der in Europa gängigen mehrschichtigen Holzfußböden bewertet werden kann. Der DIN-Normungsausschuss Holzfußböden und Treppen hat die Normung als europäisches Prüfverfahren bei CEN TC 175, WG 33 beantragt.
Erkenntnisse für die Methodenentwicklung
- Die fehlerhaft verklebten Varianten wurden bei Lagerung im Trockenofen und bei niedriger Feuchtebeanspruchung anhand der Delaminierungslängen oder der mechanischen Kennwerte eindeutig erkannt. Bei höherer Feuchtebeanspruchung versagte auch die mit PVAc-D3-Leim verklebte Referenzvariante.
- Der Abhebeversuch war aufgrund von Problemen mit der Verklebung des metallischen Prüfadapters nur bei Trockenvorbehandlung möglich.
- Bei mittleren und hohen Feuchtebeanspruchungen ab Lagerungsfolge 3 ließen sich die Klebstoffe gut differenzieren.
- Die Varianten mit einer Decklage aus Buchenholz wiesen bei gleicher Vorbehandlung größere Delaminierungen auf als die Eiche-Varianten.
- Für die Prüfmethoden "Delaminierung" und "Aufspalten" ist eine relativ einfache Prüfausrüstung ausreichend, für die Abhebe- und Druckscherversuche ist eine Festigkeitsprüfmaschine erforderlich. Beide Methoden liefern aber quantitative Ergebnisse, die zu einer guten Materialdifferenzierung führen.
Schlussfolgerungen:
- Vorteilhaft für die Bewertung der Produktqualität sind Tests, bei denen die Prüfkörper so entnommen werden, dass die gesamte Elementbreite abgebildet wird.
- Mit den ausgewählten Prüfmethoden werden
fehlerhaft verklebte Produkte erkannt.
- Die Vorbehandlungen "Trocknung" und "Wechselbeanspruchung Kaltwasser-Trocknung" bilden das Qualitätsniveau der im europäischen Raum verwendeten Parkette gut ab und sind auch in der werkseigenen Produktionskontrolle gut anwendbar.
- Die Vorbehandlung in heißem Wasser ist nicht für alle in Europa eingesetzten Verklebungen anwendbar. Insbesondere Verklebungen mit PVAc-Leimen und Belagsaufbauten mit Faserplatten halten dieser Belastung nicht stand.
- Die visuelle Bewertung von aufgespalteten Klebfugen und die Quantifizierung des Holzbruchanteils sind mit einer großen Streuung und Ergebnisunsicherheit behaftet. Quantifizierbare Messgrößen wie Festigkeiten oder Delaminierungslängen führen zu Ergebnissen mit geringeren Streuungen.
Dank:
Die Forschungsinsitute HFA und IHD bedanken sich bei den im User Committee mitwirkenden Verbänden und Unternehmen für die konstruktive Zusammenarbeit, die vom Streben nach Erstellung einheitlicher Prüfmethoden und Bewertungskriterien für in Europa in Verkehr gebrachte mehrschichtige Holzfußböden geprägt war. Das Cornet-Projekt Europarquet wurde gefördert durch die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und als Vorhaben der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) über die AiF durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Unterstützt wurde die Arbeit von Verbänden und Unternehmen der europäischen Parkettindustrie sowie von Klebstoff- und Beschichtungsmittelherstellern. aus Parkett Magazin 06/16 (Wirtschaft)
Verklebungsqualität von Mehrschichtparkett
Im Rahmen des Forschungsprojekts Europarquet haben das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) und die Holzforschung Austria (HFA) zahlreiche Methoden zur Bewertung von Mehrschichtparkett erarbeitet und erprobt. Ein Schwerpunkt war die Entwicklung von Prüfverfahren zur Beurteilung der Verklebungsqualität der einzelnen Schichten.
Parkettböden sind sowohl im Wohn- als auch im Gewerbebereich zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt, die hohe Anforderungen an den Holzboden stellen. In zunehmendem Maße werden Gebäude als Niedrigenergie- oder Passivhäuser ausgeführt, und häufig werden Fußbodenheizungen installiert. Diese Faktoren verstärken die Auswirkungen des in Europa typischen Wechsels der Luftfeuchte in Abhängigkeit von den Jahreszeiten. In mehrschichtigen Fußböden treten so Spannungen auf, die sich innerhalb der einzelnen Schichten durch ihre Richtung und ihre Größe unterscheiden. Diese Spannungen müssen vom Klebstoff, der die Schichten miteinander verbindet, aufgenommen werden, um die Funktionsfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit des Parketts zu bewahren.
Für die Überprüfung und Bewertung der Verklebungsqualität in mehrschichtigen Holzfußböden gibt es allerdings bisher in Europa keine normative Grundlage. Erfahrungen bei der Anwendung von asiatischen und amerikanischen Prüfnormen zeigen, dass eine Differenzierung zwischen in der europäischen Praxis funktionierenden Aufbauten und fehlerhaften Produkten mit diesen Methoden nicht in ausreichendem Maß möglich ist.
Methodenauswahl
Ziel der Forschungsarbeiten war die Entwicklung von Prüfmethoden, mit denen die Verklebungsqualität von Mehrschichtparkett bewertet werden kann. Zunächst wurden in Kooperation mit Parkettherstellern Prüfmethoden zusammengetragen, die bei der Bewertung der Klebfugen bisher angewendet wurden. Eine Recherche im Bereich anderer verklebter Holzprodukte lieferte weiteren Input für die Auswahl der Prüfungen. Es stellte sich heraus, dass fast ausnahmslos zweistufige Verfahren angewendet werden: Im ersten Schritt werden die Prüfkörper klimatischem Stress ausgesetzt, anschließend erfolgt die Messung der Delaminierung oder mechanischer Kennwerte.
Aus den insgesamt rund 20 vorhandenen und ausgewerteten Prüfverfahren wurde ein Prüfprogramm aufgestellt, in dessen Rahmen rund 4.000 Prüfkörper untersucht wurden. Dabei wurden sechs Lagerungsfolgen mit fünf Prüfmethoden kombiniert. Ziel war es, die Durchführbarkeit der Prüfungen zu untersuchen und eine Differenzierung zwischen funktionierenden Parkettvarianten und fehlerhaft verklebten Aufbauten zu erreichen. Zur Validierung der Methoden erfolgten an den gleichen Aufbauten Prüfungen an größeren Bodenflächen in einer für diese Zwecke hergerichteten Klimazelle mit integrierter Fußbodenheizung im IHD auf der Grundlage der Werknorm IHD-W 473. In die Untersuchungen wurden 16 unterschiedliche Materialvarianten eingebunden: Zwei- und Dreischichtaufbauten, unterschiedliche Nutz- und Trägerschichten und verschiedene gängige Klebstoffsysteme. Als Referenzvariante diente ein Zweischichtparkett, dessen 3,6 mm dicke Deckschicht aus Buchenholz und die Trägerschicht aus Fichtestäbchen bestand. Die Verklebung erfolgte mit einem PVAc-Leim (Poly-Vinyl-Acetat) der Klasse D3 nach EN 204. Die Dicke der Nutzschicht blieb unverändert.
Um die Eignung der Methoden zur Detektion von Fehlverklebungen zu untersuchen, wurden zwei gezielt fehlerhafte Varianten einbezogen, die sich vom Referenzmaterial dadurch unterschieden, dass die Klebstoffmenge verringert wurde bzw. die offene Zeit bei der Verklebung überschritten wurde. Diese Varianten fertigte ein Parketthersteller explizit für dieses Forschungsvorhaben. Zwecks Variation der Nutzschicht wurden zudem neben den Materialvarianten mit Buchenholz auch solche mit Eichenholz untersucht. Anstatt der Nadelholzstäbchen besaßen zwei Parkettsorten eine Trägerschicht, die aus einer Faserplatte gefertigt wurde.
Zur Verklebung der Deckschicht mit der Trägerschicht kamen folgende Klebstofftypen zur Anwendung: PVAc-Leime D3 und D4, UF (Harnstoff-Formaldehyd)-Harz, EPI (Emulsionspolymer Isocyanat)-Klebstoff sowie PUR (Polyurethan)-Schmelzklebstoff. Bei der Auswahl der Materialvariationen flossen sowohl die Erfahrungen der Forschungsstellen bezüglich des Auftretens großer Beanspruchungen im Parkettaufbau als auch Vorschläge der Hersteller hinsichtlich der in der Praxis verwendeten Materialkombinationen ein (siehe Tabelle "Prüfmaterialien"). Als vorgelagerte Behandlung der Prüfkörper wurden Lagerungen im Trockenschrank und fünf verschiedene Wasserlagerungen mit aufsteigender Beanspruchung ausgewählt (siehe Tabelle "Lagerungsfolgen im ersten Projektschritt").
Anschließend wurden die delaminierten Klebstofffugen an zwei unterschiedlich großen Proben gemessen bzw. Aufspalt-, Abhebe- oder Druckscherversuch durchgeführt. Im Zuge der Untersuchungen gewannen die Forscher zahlreiche Erkenntnisse für die Methodenentwicklung.
Die Prüfungen an Bodenflächen mit Fußbodenheizung erfolgten zeitgleich. Die Parkettelemente wurden nach einem vorgegebenen Schema verlegt und mit Parkettkleber mit dem Estrich verklebt. Nach der Klimatisierung im Normalbereich wurde zunächst ein Feuchtklima eingestellt. Darauf folgte ein trockener Zyklus mit eingeschalteter Fußbodenheizung. Die Oberflächentemperatur betrug im ersten Durchgang etwa 27 °C. In weiteren Durchgängen wurde die Beanspruchung des Bodens verstärkt, indem die Böden mit einem starr aushärtenden Klebstoff verklebt, die Lufttemperatur in der Zelle, die Anzahl der Feucht-Trocken-Zyklen und die Oberflächentemperatur auf 28 °C erhöht wurden. Während der Versuche wurden die Veränderungen der geometrischen Parameter des Bodens bestimmt und auftretende Delaminierungen und Risse erfasst. Die fehlerhaft verklebte Variante wurde auch bei diesen Untersuchungen eindeutig erkannt. Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse modifizierten die Wissenschaftler die Werknorm zur Prüfung der Fußbodenheizungsbeständigkeit (IHD-W 473).
Vergleichsversuche
Basierend auf den Versuchen im ersten Schritt konnten die Wissenschaftler eine solide Datenbasis für die Auswahl von Prüfmethoden für die weiteren Untersuchungen schaffen.
Mehrere Vorbehandlungen wurden in Betracht gezogen:
- Trocknung bei 60 °C über einen Zeitraum von 100 Stunden: Für die Detektierung von Fehlverklebungen ist auch eine kürzere Lagerungsdauer ausreichend, jedoch ist bei längerer Trocknung eine bessere Variantendifferenzierung gegeben. Für die Lagerung ist lediglich ein Trockenofen nötig.
- Wechsellagerung: 6 Stunden in kaltem Wasser, anschließend Trocknung bei 80 °C über einen Zeitraum von 18 Stunden: Bei dieser Behandlung wird der Boden einer mittleren Feuchtebelastung ausgesetzt. Sie ist mit gewöhnlicher Ausrüstung (Wasserbad, Trockenschrank) ausführbar und führt zu guten Ergebnissen bei der Differenzierung von Klebstoffen.
- Wechsellagerung: 2 Stunden in heißem Wasser (70 °C), anschließend Trocknung bei 60 °C über einen Zeitraum von 3 Stunden:
Diese Referenzmethode ist in Japan normativ geregelt. Es liegt eine hohe Feuchtebelastung vor. Für die Durchführung ist ein temperierbares Wasserbad erforderlich. Die Methode ist bei PVAc- und den meisten UF-Klebstoffen sowie für Belagsaufbauten mit Faserplatten nicht anwendbar, da diese einer Beanspruchung
durch 60 °C warmes Wasser nicht standhalten.
Ausgewählte Methoden zur Bewertung der Verklebungsqualität:
- Messung der Delaminierung an Prüfkörpern mit einer Länge von 100 mm und vollständiger Elementbreite: Bei der ausgewählten Prüfkörpergröße kann die Verklebungsqualität über die gesamte Breite des Parkettelements bewertet werden. Die Messung liefert einen numerischen Wert, so dass ein Vergleich zwischen den Materialvarianten leicht möglich ist.
- Aufspalten der Klebfuge: An der aufgespalteten Klebfuge ist die qualitative Bewertung der Verklebungsqualität sehr gut möglich. Die Spezifikation der Methode liegt jedoch in der Interpretation der verschiedenen Bruchbilder.
- Abhebeversuch: Die Abhebeversuche liefern zuverlässige und reproduzierbare numerische Werte. Wegen der notwendigen Verklebung des Prüfadapters mit der Parkettoberfläche ist diese Prüfung jedoch nicht anwendbar, wenn Wasserlagerungen durchgeführt werden. Zudem ist eine Festigkeitsprüfmaschine erforderlich.
Für die weiterführenden Versuche wurden zwölf Parkettvarianten verwendet, darunter befanden sich auch sechs Aufbauten, die mit einer Oberflächenbeschichtung versehen wurden. Neben der Referenzvariante wurde erneut eine Variante mit absichtlich herbeigeführter Fehlverklebung einbezogen. Insgesamt waren weitere rund 1.600 Prüfkörper zu prüfen. Von der HFA organisiert nahmen sieben Labore am Vergleichsversuch teil: Neben den beiden Forschungseinrichtungen waren dies ein weiteres Prüflabor, zwei Parketthersteller und zwei Klebstoffhersteller. Alle Ergebnisse wurden miteinander verglichen und ausgewertet.
Entwicklung einer Prüfvorschrift
Die Forschungsinstitute erarbeiteten auf der Grundlage der Ergebnisse der Versuchsreihen eine Prüfvorschrift (erschienen bei der Holzforschung Austria als Arbeitsanweisung HFA AA B 214 und beim IHD als Werknorm IHD-W 482). Geplant ist, das beschriebene Prüfprozedere in die europäische Normung zu überführen, erste Schritte dazu wurden bereits eingeleitet. Das standardisierte Prüfverfahren dient der Beurteilung der Qualität der Verklebung von Nutz- und Trägerschichten mehrlagiger Holzfußböden mit unterschiedlichen Aufbauten und Klebstoffen.
Um Fehlverklebungen zu detektieren und eine Mindestqualität zum Einsatz über Fußbodenheizungen zu gewährleisten, hat sich eine Vorbehandlung von 100 Stunden bei einer Temperatur von 60 °C im Trockenschrank als geeignet herausgestellt. Das Verhältnis der delaminierten Klebfugen zur Länge der Klebfugen, gemessen an den Schnittflächen der Prüfkörper, sollte im Mittel 5 % nicht überschreiten.
Bei vergleichenden Untersuchungen an verschiedenen Parkettvarianten oder beim Test von Fußböden mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen kann die Vorbehandlung durch sechs Stunden Lagerung in kaltem Wasser und anschließender 18-stündiger Trocknung bei 80 °C angewendet werden. Danach erfolgt ebenfalls die Messung der Delaminierung. Ein unmittelbarer Zusammenhang mit der Eignung der Holzböden auf Fußbodenheizung konnte bei dieser Vorbehandlung nicht nachgewiesen werden.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass es gelungen ist, eine Prüfvorschrift zu entwickeln, mit der die Verklebungsqualität der in Europa gängigen mehrschichtigen Holzfußböden bewertet werden kann. Der DIN-Normungsausschuss Holzfußböden und Treppen hat die Normung als europäisches Prüfverfahren bei CEN TC 175, WG 33 beantragt.
Erkenntnisse für die Methodenentwicklung
- Die fehlerhaft verklebten Varianten wurden bei Lagerung im Trockenofen und bei niedriger Feuchtebeanspruchung anhand der Delaminierungslängen oder der mechanischen Kennwerte eindeutig erkannt. Bei höherer Feuchtebeanspruchung versagte auch die mit PVAc-D3-Leim verklebte Referenzvariante.
- Der Abhebeversuch war aufgrund von Problemen mit der Verklebung des metallischen Prüfadapters nur bei Trockenvorbehandlung möglich.
- Bei mittleren und hohen Feuchtebeanspruchungen ab Lagerungsfolge 3 ließen sich die Klebstoffe gut differenzieren.
- Die Varianten mit einer Decklage aus Buchenholz wiesen bei gleicher Vorbehandlung größere Delaminierungen auf als die Eiche-Varianten.
- Für die Prüfmethoden "Delaminierung" und "Aufspalten" ist eine relativ einfache Prüfausrüstung ausreichend, für die Abhebe- und Druckscherversuche ist eine Festigkeitsprüfmaschine erforderlich. Beide Methoden liefern aber quantitative Ergebnisse, die zu einer guten Materialdifferenzierung führen.
Schlussfolgerungen:
- Vorteilhaft für die Bewertung der Produktqualität sind Tests, bei denen die Prüfkörper so entnommen werden, dass die gesamte Elementbreite abgebildet wird.
- Mit den ausgewählten Prüfmethoden werden
fehlerhaft verklebte Produkte erkannt.
- Die Vorbehandlungen "Trocknung" und "Wechselbeanspruchung Kaltwasser-Trocknung" bilden das Qualitätsniveau der im europäischen Raum verwendeten Parkette gut ab und sind auch in der werkseigenen Produktionskontrolle gut anwendbar.
- Die Vorbehandlung in heißem Wasser ist nicht für alle in Europa eingesetzten Verklebungen anwendbar. Insbesondere Verklebungen mit PVAc-Leimen und Belagsaufbauten mit Faserplatten halten dieser Belastung nicht stand.
- Die visuelle Bewertung von aufgespalteten Klebfugen und die Quantifizierung des Holzbruchanteils sind mit einer großen Streuung und Ergebnisunsicherheit behaftet. Quantifizierbare Messgrößen wie Festigkeiten oder Delaminierungslängen führen zu Ergebnissen mit geringeren Streuungen.
Dank:
Die Forschungsinsitute HFA und IHD bedanken sich bei den im User Committee mitwirkenden Verbänden und Unternehmen für die konstruktive Zusammenarbeit, die vom Streben nach Erstellung einheitlicher Prüfmethoden und Bewertungskriterien für in Europa in Verkehr gebrachte mehrschichtige Holzfußböden geprägt war. Das Cornet-Projekt Europarquet wurde gefördert durch die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und als Vorhaben der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) über die AiF durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Unterstützt wurde die Arbeit von Verbänden und Unternehmen der europäischen Parkettindustrie sowie von Klebstoff- und Beschichtungsmittelherstellern. aus Parkett Magazin 06/16 (Wirtschaft)