Pressemitteilungen 2013

Holztrennschicht - da hält nichts drauf!

05.06.2014

In Summe wurden Ergebnisse von 48 Probekörpern ausgewertet


Im Forschungsprojekt Wood-Seplay[1] geht es um die Beschichtung von bewittertem rohen Holz

Dass rohes Holz unter Witterungseinflüssen vergraut, ist jedem bekannt. Dass diese vergraute Oberfläche keine vernünftige Anstrichhaftung zulässt, ist Fachleuten bewusst (siehe BfS-Merkblatt Nr. 18). Dass sich auch auf frischem Holz nach kurzer Zeit signifikante Haftungsprobleme ergeben können, war bisher nicht publik.

Zumeist werden Fassadenschalungsbretter vor der Montage und somit vor der Exposition an das Wetter handwerklich oder industriell mit Lasuren oder deckenden Anstrichmaterialien beschichtet, um den Schutz vor Sonne und Feuchtigkeit zu gewährleisten.

Blockbohlenhäuser, Pergolakonstruktionen oder Gartenhütten, aber auch manche Fassadenschalungen werden hingegen allzu oft im rohen Zustand verbaut und erst nach Fertigstellung der Konstruktion, was zum Teil mehrere Tage oder Wochen in Anspruch nimmt, beschichtet. Diese Arbeiten werden üblicherweise über die Sommermonate ausgeführt, in welchen die Strahlungsintensität der Sonne am größten ist.

Der Prozess, den die Oberfläche dabei über einen längeren Zeitraum durchlebt, ist in Fachkreisen bekannt. So wird im BFS-Merkblatt Nr. 18 folgendes festgehalten: „UV Schutz – Strahlenanteile des Tageslichts und insbesondere der UV-Strahlen schädigen die Holzoberfläche in Verbindung mit Feuchtigkeit durch Ligninabbau. Es entstehen wasserlösliche Abbauprodukte des Lignins, die durch Regen ausgewaschen werden. Die Holzoberfläche zeigt dann eine silbrig-graue bis schwarze Verfärbung. In diesem Stadium ist die Tragfähigkeit der Holzoberfläche für Beschichtungen nicht mehr gegeben."

Projektziel

"Durch regen Informationsaustausch mit unseren Kunden sind wir im Hause Synthesa jedoch darauf aufmerksam geworden, dass es bereits in einem sehr früheren Stadium zu Haftungsproblemen kommen kann," sagt Ing. Christian Schaffrath, Leiter des Produktmanagements Baufarben bei Synthesa, "deshalb haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, die zeitlichen Grenzen, in welchen noch keine Probleme auftreten, zu ermitteln." In diesem Zusammenhang wurde auch versucht herauszufinden, ob mit branchenüblichen Vorbehandlungsmethoden, also durch einfaches Überschleifen der Oberfläche mit einem Vlies oder die Applikation einer „verfestigenden Grundierung" (Imprägnierung), die schlechte Tragfähigkeit der bewitterten rohen Holzoberfläche verbessert werden kann. Weiters wurde festgestellt, welche Bindemitteltype die größten Reserven auf bewitterten rohen Holzuntergründen hat.

Projektverlauf

Arbeitspaket 1: Einfluss der Vorbehandlung nach der Bewitterung (Überschleifen, Grundieren, ohne Vorbehandlung). Beschichtung Mittelschichtlasur wässrig Acrylat mittlerer Braunton.

Es wurden Probekörper, bestehend aus jeweils drei Nut- Federbrettern (Fassadenqualität Fichte Fladerholz), gefertigt, welche an einen Bewitterungsstand mit der Ausrichtung 45° Süd exponiert wurden. Die Bewitterung fand über die Sommermonate statt.

Jede Woche wurde nun ein Probekörper vom Bewitterungsstand genommen. In weiterer Folge wurde je ein Drittel (quer zum Brettverlauf) des Probekörpers unterschiedlich vorbehandelt.

Ein Drittel wurde mit Schleifvlies überschliffen und mit einer farblosen lösemittelhältigen Holzgrundierung grundiert. Ein Drittel wurde nur mit dem Schleifvlies vorbehandelt und das letzte Drittel wurde nicht vorbehandelt. Nun wurde die gesamte Oberfläche mit einer wässrigen Mittelschichtlasur auf Acrylatbasis handwerksüblich gestrichen. Nach ausreichender Aushärtungszeit wurde zur Überprüfung der Anstrichhaftung die Gitterschnittprüfung gemäß DIN EN ISO 2409 durchgeführt. Die Ergebnisse sind im Diagramm (unten links) dargestellt. Es zeigt sich dabei, dass einfaches Überschleifen bzw. eine „verfestigende Grundierung" die Tragfähigkeit bereits bewitterter roher Holzoberflächen nicht verbessern kann! Das Ergebnis war ernüchternd.

Arbeitspaket 2: Einfluss der Bindemittelbasis der Beschichtung (Acrylat wässrig, Alkydharz lösemittelhältig)

Wie bereits im Arbeitspaket 1 wurden wieder Probekörper angefertigt und am Bewitterungsstand exponiert. Wiederum wurde wöchentlich ein Probekörper vom Stand genommen.

Danach wurde jeder Probekörper in zwei Hälften geteilt und je eine Hälfte (quer zum Brettverlauf) mit einer wässrigen Mittelschichtlasur auf Acrylatbasis und die andere Hälfte mit einer lösemittelhältigen Mittelschichtlasur auf Alkydharzbasis in einem mittleren Braunton beschichtet. Nach ausreichender Aushärtungszeit wurde zur Überprüfung der Anstrichhaftung wiederum die Gitterschnittprüfung gemäß DIN EN ISO 2409 durchgeführt. Die Ergebnisse sind im Diagramm „Arbeitspaket 2" dargestellt.

Es zeigt sich dabei, dass die lösemittelhältige Alkydharzlasur DANSKE Classic Solid Gold größere Reserven bezüglich der Anhaftung auf bereits bewittertem Holz aufweist.

Fazit
Mit dem ersten Sonnenstrahl nimmt die Tragfähigkeit der Holzoberfläche ab.

  • Der Grad der Abwitterung lässt sich nicht mit baustellenüblichen Prüfmethoden ermitteln.
  • Unbehandelt verbaute Holzbauteile sollen so früh wie möglich (zumindest innerhalb zwei Wochen) oder besser noch vor der Exposition ans Wetter beschichtet werden!
  • Auch eine branchenübliche Vorbehandlung sorgt für keine Verbesserung der Tragfähigkeit auf angewittertem Holz (siehe Diagramm „Arbeitspaket 1). Nur das völlige Abschleifen bis zum gesunden, hellen Holz wäre dann noch eine wirksame Methode, um eine ausreichende Anstrichhaftung zu erzielen.
  • Lösemittelhältige Alkydharzbeschichtungen haben größere Reserven auf angewitterten Holzuntergründen. Für Wartungs- und Renovierungsanstriche sind Produkte wie die DANSKE Classic Solid Gold (lösemittelhältige Alkydharzlasur), die aufgrund ihrer Zusammensetzung mehr Reserven auf bereits bewitterten Holzoberflächen bieten, geradezu  prädestiniert.
  •  Auf intakten Untergründen stehen wässrige Acrylatmaterialien den lösemittelhältigen Alkydharzprodukten bezüglich des Haftvermögens aber in nichts nach (siehe Diagramm zu Arbeitspaket 2). Sie sind aufgrund der kurzen Trocknungszeiten insbesondere für werkseitige Beschichtungen ideal geeignet.


Natürlich muss festgehalten werden, dass die Bewitterung auf 45° geneigten Oberflächen (wie im Projekt Wood-Seplay) intensiver als auf lotrechten Wänden ausfällt. Derart geneigte Flächen kommen jedoch auch partiell auf Holzfassaden vor, z.B. Oberkanten von waagrecht verbauten Schalungsbrettern oder Blockbohlen. Für die Praxis stellt sich als problematisch heraus, dass sich der Abwitterungsgrad der Oberfläche mit baustellenüblichen Mitteln vor Ort nicht eruieren lässt. Die Oberfläche mag nach wenigen Wochen der Bewitterung optisch zwar noch intakt erscheinen. Anstrichschäden und daraus resultierende Reklamationen sprechen jedoch eine andere Sprache.

[1] Wood Separate Layer

Perg, August 2013

Arbeitspaket 1: Der Gitterschnittkennwert 2 wird als kritische Grenze gesehen, welche es bei ausreichender Tragfähigkeit zu unterschreiten gilt. Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf den durchgeführten Versuch. Abweichungen bei anderen Versuchsreihen sind möglich.
Arbeitspaket 2: Der Gitterschnittkennwert 2 wird als kritische Grenze gesehen, welche es bei ausreichender Tragfähigkeit zu unterschreiten gilt. Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf den durchgeführten Versuch. Abweichungen bei anderen Versuchsreihen sind möglich.
Das linke Brett wurde nicht bewittert, das rechte 1 Woche lang. Durch den aufgetrockneten Wassertropfen (Bild unten) wird beim bewitterten Brett sichtbar, dass der Abbauprozess der Holzoberfläche (Depolymerisation und somit Abbau des Lignins zu einem wasserlöslichen Produkt durch kurzwellige UV-Strahlen der Sonne) bereits eingesetzt hat
Entwicklung der Holzoberfläche im Lauf der Bewitterung. 0 Wochen (unbewittert) frisch und hell - 1 Woche deutlich vergilbt (depolymerisiertes Lignin) - 4 Wochen das depolymerisierte Lignin wurde schon etwas ausgespült - 10 Wochen das depolymerisierte Lignin ist bereits stärker ausgespült, mikrobieller Befall setzt merklich ein
Rückseite zweier Gitterschnitte unterschiedlicher Bewitterungswochen.
Woche 4 (Bild oben) – helle Zellulosefasern sind auf der Rückseite des Abrissklebebands erkennbar.
Woche 10 (Bild unten) – im Vergleich zum Bild der Woche 4 sind deutlich mehr helle Zellulosefasern erkennbar, was auf eine deutlich verstärkte Abwitterung der Holzoberfläche hinweist.
Ing. Christian Schaffrath Hbv. Leitung Produktmanagement Baufarben: "Entgegen der landläufigen Meinung, dass sich das kurzfristige Bewittern von Holzoberflächen positiv auf die Anstrichhaftung auswirkt, wird die beste Haftung auf frischem, unbewitterten Holz erreicht!"