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Holzkonservierung [1]

[116] Holzkonservierung, die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Holzes gegen die Einwirkungen der Luft, Nässe und Organismen.

Wie alle organischen Substanzen ist auch das Holz einer mehr oder minder raschen Zersetzung unterworfen, die ihren Hauptgrund in den Angriffen der verschiedensten Pilze, Mikroorganismen und Tiere hat, die teils das lebende, teils das gefällte und verarbeitete Holz durch die Prozesse der Fäulnis, Vermoderung, Verwesung, Gärung oder durch Insektenfraß zerstören. Insbesondere sind die Eiweiß, Zucker, Pektinstoffe enthaltenden Saftteile des Holzes den Angriffen ausgesetzt, und folgerichtig hat man zuerst versucht, den Saft entweder zu entfernen oder durch gewisse Prozesse so in seiner Zusammensetzung zu ändern, daß die Gefahr der Zerstörung verringert wird.

Hier ist in erster Linie das Auslaugen des Holzes zu erwähnen, indem man die gefällten Holzstämme 1–2 Jahre in fließende Gewässer legt. Schneller gelangt man durch das sogenannte Dämpfen (Einwirkung heißer Wasserdämpfe bei etwa 1 Atmosphäre Ueberdruck) zum Ziele; doch dient es heute eigentlich nur noch als Vorbereitungsstadium für eine nachfolgende Tränkung.

Widerstandsfähig wird auch das Holz durch Austrocknen, was man bei gesundem Holz schon durch die Lufttrocknung erzielt, indem man das gefällte Holz so aufschichtet, daß die Luft es von allen Seiten umspülen kann. Um ein Rissigwerden zu vermeiden, dichtet man die Hirnenden wohl durch einen Teeranstrich. Während frisch gefälltes Holz ungefähr 50% Wasser enthält (der Gehalt an Wasser ist natürlich je nach der Holzart und Schlagezeit großen Schwankungen unterworfen), zeigt waldtrockenes nur ungefähr 25% und das in Schuppen aufbewahrte nur 15–20%. Nußbaum empfiehlt die Ringelung der lebenden Baumstämme nach Vollendung der Blatt-, Nadel- oder Blütenbildung; sie sollen dann stehend trocknen, aber nach dem Fällen sogleich oder so bald als möglich ihrer Verwendung zugeführt werden [1]. Häufig wird durch Anwendung künstlicher Wärme in Trockenöfen eine Trocknung durch das sogenannte Dörren bei 50–100° erreicht. Bei dem Napierschen Ofen [2] kommen die Verbrennungsgase direkt mit dem Holze in Berührung; bei dem von Guibert [3] tritt erwärmte Luft an das Holz und bei dem Zappertschen [4] findet außer der Behandlung mit auf 30° erwärmter Luft, die ein Exhaustor durch die Kammer saugt, täglich ein dreimaliges, 15–20 Minuten langes Dämpfen statt, wodurch ein zu rasches, oberflächliches Austrocknen und somit ein Reißen und Springen des Holzes verhindert werden soll. Für Zwecke der Tischlerei wird so gedörrtes Holz direkt verwendet, während bei der Konservierung von Eisenbahnschwellen auch das Dörren, wenn es überhaupt angewendet wird, nur ein Durchgangsprozeß ist. The Haskin Wood Vulcanising Company [5] setzt die Hölzer in schmiedeeisernen Kesseln zuerst einem Druck von 10,5 bis 14 Atmosphären aus und erhitzt sie dann mittels Dampfschlangen auf 120–200°. Der Druck soll hauptsächlich das Reißen verhindern und so behandelte Hölzer sollen an Zugfestigkeit um 21%, an der gegen Druck um 23,6% gewinnen. Erwähnt sei hier noch das Renésche Verfahren [6], das durch ozonisierten Sauerstoff dem für Musikinstrumente bestimmten Holz Harzteile entziehen und dadurch seine Resonanz verbessern will.[116]

Eine der ältesten und verbreitetsten Konservierungsarten ist das Ankohlen oder Karbonisieren. Durch die verkohlte Schicht wird das Eindringen von Keimen erschwert und hinter derselben eine dünne Schicht antiseptisch wirkender Verbrennungsstoffe erzielt. Das Ankohlen geschieht entweder durch einfaches Anbrennen oder bequemer und besser durch Anwendung eines Gebläses.

Von geringem Werte sind diejenigen Konservierungsmethoden, die einen oberflächlichen Abschluß der Luft bewirken, wie Ueberziehen mit Oelfarbe und andern wasserdichten Anstrichen, wie z.B. Teer; sie versprechen nur dann einen gewissen Erfolg, wenn es sich um Holzgegenstände handelt, die vor den Einflüssen der Witterung geschützt sind und wenn das Anstreichen nach einem guten Austrocknen angewendet wird. Auch das Umhüllen von Holzpfählen mit Metall, das Beschlagen derselben mit eisernen Nägeln mit großen Köpfen, wie zum Schutz gegen den Bohrwurm (Teredo navalis) vorgeschlagen worden, erreicht nicht seinen Zweck, da es einmal nicht die Fäulnis verhindert und anderseits den Angriffen der Seetiere doch noch kleine offene Stellen läßt.

Die folgende Gruppe von Konservierungsmethoden umfaßt solche, bei denen die Einwirkung der Feuchtigkeit durch Mittel ausgeschlossen wird, die eine Verstopfung der Holzporen bewirken, wobei es darauf ankommt, das Holz vorher gut auszutrocknen und möglichst von allen Keimen zu befreien. Erwärmter Talg und andre Fette, Harz- und Paraffinlösungen, bei denen das Lösungsmittel, z.B. Benzin, verdampft und stets wieder gewonnen werden kann oder die wie Paraffin heiß aufgetragen werden, dienen zu solchem Zweck. Besonders hat sich Paraffin für Kellereigeräte, Holzbottiche bei der Alizarinfabrikation u.s.w. bewährt. Aehnliches hat man erreichen wollen durch aufeinander folgende Anwendung zweier Salzlösungen, die durch Wechselwirkung einen unlöslichen Niederschlag in den Holzporen bilden. Hier sind verschiedene Chemikalien vorgeschlagen worden, so Zinkvitriol und Seifenlösung (Bildung einer unlöslichen Zinkseife), Kupfersulfat und Schwefelcalcium (Bildung von Schwefelkupfer und Gips), Wasserglaslösung und eine Säure (Abscheidung der Kieselsäure). Das letzte Verfahren und andre ähnliche bezeichnet man wohl als Versteinern des Holzes. Bei all diesen Methoden ist die Tatsache, daß die gewollten Niederschläge nur in einer sehr dünnen, oberflächlichen Schicht entstehen und zudem keinen sicheren Luftabschluß bewirken, ein Uebelstand.

Diesen Verfahren stehen jene gegenüber, die durch Anwendung antiseptisch wirkender Stoffe nicht nur die im Holze vorhandenen Keime töten, sondern auch die Angriffe neu hinzutretender Mikroorganismen oder Tiere abweisen oder doch erschweren, Verfahren, die heute allein in größerem Maßstabe benutzt werden. Hier handelt es sich besonders um die Konservierung von Eisenbahnschwellen, Telegraphenstangen, Grubenhölzern, Holz zu Pflaster- und Wasserbauzwecken u.s.w., also um solche Gegenstände, die den Unbilden des Wetters, dem Einfluß des Meerwassers ausgesetzt sind, die in großen Mengen gebraucht werden und bei denen deshalb auch der Preis des Schutzmittels eine bedeutende Rolle spielt. Von einem guten Imprägnierungsmittel wird verlangt, daß es weder an der Atmosphäre verdunstet noch durch Wasser auswaschbar ist, dabei aber die guten Eigenschaften des Holzes möglichst wenig ändert. Als einfachstes Verfahren ist hier die Kyanisierung, zuerst von Hornberg angegeben, später von Kyan ausgeführt, zu nennen: Eintauchen des Holzes in eine Lösung von Quecksilberchlorid (Sublimat, HgCl₂), 1 Teil in 150 Teilen Wasser. Es wird jetzt aber nur noch selten angewendet.

Ohne große Kosten für Apparate ist auch die Konservierung nach Bouchérie [7]. Danach wurde zuerst der noch stehende Baum, dessen Zweige bis auf einen oberen Büschel alle abgeschnitten waren, unten angebohrt und das Bohrloch mit einer Lösung von Kupfersulfat (CuSO₄) in Verbindung gebracht. Die Kupferlösung folgt den Wegen der Saftleitung und durchtränkt so den ganzen Baum. Später hat Bouchérie sein Verfahren am gefällten Baum vorgenommen. An dem schräg gelegten Baumstamm wird am unteren Hirnende eine Platte aus verzinntem Eisenblech mit luftdichter Randschließung angebracht. Hierdurch entsteht eine kleine Kammer, die durch einen Gummischlauch mit dem ungefähr 10 m hoch stehenden Behälter mit 10 prozentiger Kupfervitriollösung in Verbindung ist, so daß die Imprägnierungsflüssigkeit ungefähr mit dem Drucke einer Atmosphäre auf die Hirnfläche drückt. Dann tritt nach einiger Zeit am oberen Hirnende zuerst der reine Saft, allmählich gemischt mit Kupferlösung, aus und das Verfahren gilt als abgeschlossen, wenn die austretende Lösung dieselbe Konzentration wie die eintretende zeigt, was bei Eichenholz in Schwellenlänge in etwa 100, bei Buchenholz in etwa 48 Stunden der Fall ist. Die schnellere Durchtränkung bei dem Buchenholz ist zugleich eine intensivere, da sich im Eichenholz nur der Splint vollkommen durchtränkt erweist. Ist nach längerer Zeit der austretende Saft noch nicht konzentriert genug, so gelingt es oft mit besserem Erfolge, wenn man die Imprägnierung vom andern Hirnende aus beginnen läßt. Ein Kubikmeter Eichenholz nimmt ungefähr 25 kg, Kiefernholz 57 kg und Buchenholz 95 kg an Gewicht zu; das Holz nimmt mehr Lösung auf, als es entläßt. Eine Schwelle Buchenholz gebraucht etwa 0,55 kg Kupfervitriol. Die Dauer einer kiefernen mit Kupfervitriol getränkten Schwelle beträgt etwa 14 Jahre, die einer buchenen etwa 10 Jahre. Das ungleichmäßige Durchdringen der Kupferlösung verbietet, wenn die Konservierung vorhalten soll, die nachträgliche Bearbeitung des Holzes, wodurch nicht imprägnierte Stellen bloßgelegt werden können; das Verfahren findet aus diesem Grunde weniger für Schwellen als für Telegraphenstangen Verwendung, die an ihrem unteren Drittel noch zweckmäßig mit einem schützenden Teeranstrich versehen werden. Nach Pfister [8] wird das Eindringen der Kupferlösung noch durch eine Druckpumpe unterstützt. Endlich mag noch angeführt werden, daß an Stelle des Kupfersulfats auch andre Kupfersalze, Kupferchloride u.s.w. vorgeschlagen worden sind.

Ist die antiseptische Wirkung des Kupfersulfats schon lange nicht so stark wie die des Sublimats, so wirkt das zuerst von Burnett benutzte Zinkchlorid (ZnCl₂) noch weniger antiseptisch.[117] Gewöhnlich wendet man eine Lösung von 1 Teil Zinkchlorid in 59 Teilen Wasser an, da stärkere Konzentrationen keine besseren Ergebnisse zeitigen. Die Lösung darf keinenfalls sauer reagieren. Während Burnett zuerst die Imprägnierung nur durch Eintauchen vornahm, wendete er bald das schon 1831 von Bréant angegebene Hochdruckverfahren an, um eine gründliche Durchtränkung zu erreichen. Die auf kleinen Wagen befindlichen zurechtgeschnittenen Schwellen kommen in einen verschließbaren Kessel, in dem sie zuerst bei 3–4 Atmosphären Druck gedämpft werden, während zeitweise der Kessel geöffnet wird, damit die Luft entweichen und der ausgeflossene Saft abgelassen werden kann. Nachdem mit Hilfe einer Luftpumpe eine möglichst weitgehende Luftverdünnung erzeugt, also ein Aussaugen der noch zurückgebliebenen Wasser- und Saftreste bewirkt worden ist, wird die auf 50–65° erwärmte Zinkchloridlösung eingelassen, dann die Luftpumpe außer Tätigkeit gesetzt und darauf mittels Druckpumpe während 1–3 Stunden ein Druck von etwa 7 Atmosphären erzeugt. Nach der Imprägnierung lagern die Schwellen 6–12 Wochen vor ihrer Verwendung. Bei diesem Verfahren nehmen Eichenschwellen 5–10%, Buchen- und Kiefernschwellen 30–45% an Gewicht zu. Die Brauchbarkeit erstreckt sich bei buchenen Schwellen auf etwa 15–18, bei kiefernen auf etwa 14–16, bei eichenen auf 19,5 Jahre, während nicht imprägnierte durchschnittlich nur die Hälfte der Zeit, buchene noch weniger, vorhalten.

Am häufigsten wird heute von den Eisenbahnverwaltungen das zuerst von Bethell angegebene Kreosotieren zur Schwellentränkung angewendet. Als Imprägnierungsflüssigkeiten dienen Steinkohlen-, auch Holz- und Braunkohlenteer, deren Zusammensetzung sehr verschieden und wechselnd ist. Während in dem vorzüglich zur Konservierung geeigneten Holzteer das eigentliche Kreosot, ein Gemenge von Kreosot (C₆H₄OHOCH₃) und Guajakol (C₆H₄OCH₃OH), enthalten ist, findet sich solches im Steinkohlenteer fast gar nicht; hier sind Karbolsäure, Phenol (C₆H₅OH) und Kresol (C₆H₄CH₃OH) die wirksamen antiseptischen Stoffe. Doch ist es auch hierbei Sprachgebrauch geworden, von Kreosottränkung zu sprechen. Alle Teere werden zu Imprägnierungszwecken vorher einer Destillation unterworfen, um die leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffe abzudestillieren. Die Anforderungen, welche die einzelnen Bahnverwaltungen an die Teeröle stellen, sind verschieden. Man verwendet nur Schwellen, die durch 6–18 monatige Lagerung gut ausgetrocknet sind, da sich die Oele nicht mit dem nassen Zellsaft mischen würden. Nach Erzeugung von Luftleere wird das auf 30–40° erwärmte Teeröl zugelassen und schließlich ein Druck von 8 Atmosphären ausgeübt. Schwellen aus Kiefernholz absorbieren ungefähr 12 kg, aus Buchenholz 14–16 kg, aus Eichenholz 5–6 kg. Erstere können durchschnittlich 15, die zweiten 16–18 und die letzten 18–20 Jahre benutzt werden. Herzenstein hat in einer Arbeit [9], in der die Berichte von 64 Bahnverwaltungen, hauptsächlich Frankreichs, Englands und Rußlands, niedergelegt sind, die Angabe gemacht, daß im Mittel:

ausdauern. Uebrigens tritt die Zerstörung nach jenen angegebenen Zeiten nur zum geringsten Teil durch Fäulnis ein; sie hat vielmehr ihre Veranlassung in der mechanischen Beanspruchung der Schwellen. Von großem Einfluß auf die Dauer imprägnierter Schwellen sind die Witterungsverhältnisse, die Größe der Stützfläche der Schienen, die Form und Zahl der Schwellen und die Art ihrer Bettung, was bei einem Vergleich nicht außer acht zu lassen ist. Zweifellos ist aber die Kreosotierung eine der besten Konservierungsmethoden, da sie sowohl gegen das Eindringen von Feuchtigkeit schützt als auch starke antiseptische Wirkungen hat. So eignet sie sich auch besonders für Hafenbauten, weil Seetiere, wie Teredo navalis, so imprägniertes Holz unberührt lassen. Diesen Vorteilen steht der Nachteil gegenüber, daß es wegen seiner leichten Verbrennlichkeit sowie wegen seines unangenehmen Geruchs nicht für alle Bauzwecke benutzt werden kann.

Eine Abart des Kreosotierens ist das Blythesche Verfahren sowie das von de Paradis, nach denen das Holz der Einwirkung eines Gemenges von überhitztem Wasserdampf und von Teeröldämpfen 6–20 Stunden ausgesetzt wird. Um an Oel zu sparen, emulgiert man Teeröl, das nicht über 3% saure Bestandteile enthalten darf, in Wasser mit Hilfe von Harzfelsen oder man imprägniert nur die Zellwandungen des Holzes, indem man nach Wassermann [10] das Holz vor der Tränkung einem starken Druck aussetzt, der während des Hinzutretens des Oels noch gesteigert wird. Bei Aufhören des Druckes preßt dann die gespannte Luft das überschüssige Oel heraus, während an den Zellwänden eine zur Konservierung hinlängliche Menge haften bleibt. – Das Rüttgersche Verfahren [11] ist eine Verbindung des Burnettschen (ZnCl₂) mit dem Bethellschen (Kreosotieren); das Wiesesche benutzt als Imprägnierungsflüssigkeit eine heiße wässerige Lösung von β-naphthalinsulfosaurem Zink. – Nach Nordon und Bretonneau wird das in Magnesiumsulfatlösung liegende Holz mit dem elektrischen Strom von 110 Volt Spannung, dessen Richtung stündlich wechselt, behandelt. Näheres hierüber wie über andre für Schwellentränkung vorgeschlagene und patentierte Verfahren in [10] und [12].

Zur Verbreitung der Konservierungsverfahren bei den Bahnverwaltungen sei bemerkt, daß von 87 Verwaltungen, die auf dem sechsten internationalen Eisenbahnkongreß 1900 in Paris vertreten waren, 38 mit Kreosot, 18 mit Chlorzink, 4 mit dem gemischten Verfahren (Chlorzink und Kreosot), 3 mit Kupfervitriol und 1 mit Salzwasser (sechsmonatiges Eintauchen) tränken, während 28 Bahnen von jeder Tränkung absehen [14].

Aehnliche Verfahren wie für die Schwellen- werden auch für die Grubenhölzerkonservierung angewendet [13].

Einer der größten Feinde des in Bauten verwendeten Holzes ist der Hausschwamm (Merulius lacrymans). Ueber dessen Bekämpfung das folgende: Das Beste ist neben Fernhaltung[118] von Feuchtigkeit gute Lüftung, da Zugluft ihn sofort absterben läßt, ferner Anwendung von Chlor; doch sind auch Anstriche mit Kochsalzlösung, Kupfervitriol, Karbolsäure und andern Mitteln, wie Carbolineum-Avenarius und das geruchlose Antinonnin (Orthodinitrokresolkalium) in Gebrauch.

Endlich werden zur Holzkonservierung auch noch die Flammenschutzmittel gerechnet. Während Anstriche nur bedingten Schutz verleihen, ergeben sich bessere Resultate durch Imprägnieren. In beiden Fällen finden Wasserglas in 10–15 prozentiger Lösung, auch mit Zusatz von Kreide, ferner Ammoniumsulfat und -borgt (Gautschieren), Natriumwolframat, Natriumaluminat, Alaun, Chromalaun und andre Chemikalien Verwendung; auch die obenerwähnte Einführung zweier aufeinander einwirkender Salze dient zu demselben Zwecke.

Historisches über Holzkonservierung findet sich in [15], S. 201.

Literatur: [1] Baumaterialienkunde, Bd. 11, S. 91. – [2] Dingl. Polyt. Journ., Bd. 139, S. 182. – [3] Ebend., Bd. 169, S. 422. – [4] Polyt. Zentralbl. 1895/96, S. 41. – [5] Organ für den Fortschr. des Eisenbahnwesens 1891, S. 83. – [6] Dingl. Polyt. Journ., Bd. 240, S. 445; Bd. 247, S. 225. – [7] Frémy, Encyclopéd. chimique, Le bois par Charpentier, S. 334. – [8] Dingl. Polyt. Journ., Bd. 278, S. 221. – [9] Bulletin de la commission internationale du congrès des chemins de fér 1895, S. 2897. – [10] Oesterr. Chemikerztg., Bd. 8, S. 541 ff. – [11] Dingl. Polyt. Journ., Bd. 271, S. 234. – [12] Bauingenieurztg., Bd. 2, S. 116 ff. – [13] Glückauf, Bd. 40, S. 394; Bd. 42, S. 560. – [14] Bauingenieurztg., Bd. 2, S. 133. – [15] Heinzerling, G., Die Konservierung des Holzes, Halle a. S. 1885.

Rathgen.