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Thermoholzprojekt

Verantwortliche Hochschullehrer

Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem

Ansprechpartner

Lothar Clauder, M.Sc. Lothar.Clauder(at)hnee.de

03334 / 65 73 79


Was ist Thermoholz?

Thermisch modifiziertes Holz, Thermoholz oder TMT ist Holz, das bei Temperaturen von üblicherweise über 160 °C bei reduzierter Sauerstoffkonzentration behandelt wurde und bei dem wesentliche Eigenschaften über den gesamten Holzquerschnitt dauerhaft verändert sind. Die verschiedenen Verfahren der thermischen Modifikation von Holz führen insbesondere zu einem Abbau von Hemicellulosen, jedoch finden auch Veränderungen an den anderen Hauptkomponenten des Holzes statt.

In der Pilotanlage an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung wird Thermoholz

  • in einem ein- oder mehrstufigen thermischen Behandlungsverfahren
  • bei Temperaturen von 170°C bis 250°C
  • über einen Zeitraum von 2 bis 48 Stunden
  • unter Sauerstoffabschluss

hergestellt.

Das Verfahren wurde patentrechtlich geschützt.

Patentbeschreibung-Brainshell.pdf


Ofen Thermoholz

Pilotanlage zur Herstellung von Thermoholz


Wie verändert sich das Holz bei thermischer Behandlung?

  • Das Holz verfärbt sich, je nach Behandlungsintensität, dunkel.
  • Die Fähigkeit zur Wasseraufnahme und -abgabe reduziert sich dauerhaft.

  • Es treten Veränderungen bei Form- und Dimensionsstabilität sowie mechanischen Eigenschaften auf.
  • Das Holz wird resistenter gegenüber holzzerstörenden Pilzen und Insekten.

  • Das Holz versprödet.
  • Die Biegefestigkeit verringert sich.

Esche Thermoholz Farbstufen

Farbabstufungen bei der thermischen Modifikation von Esche



Partner des aktuellen ZIM-Forschungsprojektes

Holzindustrie Templin GmbH


Förderrahmen

Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen: KF2122221WZ4

Projektzeitraum: 01.09.2014-28.02.2017

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Projektleiter und Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem (alexander.pfriem(at)hnee.de)
Dipl.-Ing. (FH) Jens-Peter Stephan (Jens-Peter.Stephan(at)hnee.de)


Europäische Zusammenarbeit

Die europäische Zusammenarbeit erfolgt im Rahmen der FPS COST Action FP0904 Thermo-Hydro-Mechanical Wood Behaviour and Processing.
Laufzeit: 27.05.2010 bis 26.05.2014
WG Member

COST Action FP1407 Understanding wood modification through an integrated scientific and environmental impact approach (ModWoodLife)
Laufzeit: 01.06.2014 bis 30.05.2018
MC Member

FPS COST Action FP1302 WoodMusiCK
Laufzeit: 06.11.2013 bis 05.11.2017
WG Member

FPS COST Action FP1303 Performance of bio-based building materials
Laufzeit: 22.10.2013 bis 21.10.2017

WG Member


Ziele des abgeschlossenen FHprofUnt Forschungsprojektes Thermoholz

Titel: Entwicklung und Einsatz einer Qualitätssicherungsmethode bei der thermischen Modifizierung von Holz

Laufzeit des Vorhabens: 01.07.2009 bis 30.06.2012

Fördermittelgeber: BMBF im Rahmen von FHprofUnt

Förderkennzeichen:1728X09

Ziele und Ergebnisse des Projektes:

  • Entwicklung eines neuen Verfahrens zur thermischen Modifizierung von Holz
  • Konstruktion und Bau einer Pilotanlage an der HNEE
  • Optimierung der Prozessführung
  • Anpassung der Parameter an die jeweilige Holzart und die gewünschten Endprodukteigenschaften
  • Untersuchung zur Verarbeitung und Verwendung von Thermoholzprodukten
  • Analyse der Vermarktung von Thermoholzprodukten
  • Entwicklung eines standardisierten Verfahrens zur zeitnahen Qualitätskontrolle des Thermoholzes
  • Heranziehen des Farbwertes als Indikator für die Thermoholzeigenschaften


Abgeschlossene MWFK Zuweisung Thermoholz

Durch Mitteln des Brandenburgischen Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kultur erfolgt eine Weiterentwicklung der Steuerungstechnik sowie wirtschaftliche Betrachtungen zum Gesamtverfahren.

Laufzeit des Vorhabens: 01.07.2012 bis 31.12.2012


Publikationen

Hughes, M.; Hill, C.A.S.; Pfriem, A.: The toughness of hydrothermally modified wood – A review. Holzforschung, 69 (2015) 7, S. 851–862; DOI: 10.1515/hf-2014-0184

Willems, W.; Lykidis, C.; Altgen, M.; Clauder, L.:Quality control methods for thermally modified wood. Holzforschung, 69 (2015) 7, S. 875-884; DOI: 10.1515/hf-2014-0185

Baensch, F.; Zauner, M.; Sanabria, S.J.; Sause, M.G.R.; Pinzer, B.R.; Brunner, A.J.; Stampanoni, M.; Niemz, P. Damage evolution in wood: Synchrotron radiation micro-computed tomography (SRμCT) as a complementary tool for interpreting acoustic emission (AE) behavior. Holzforschung 69 (2015) 8, 1015-1025

Baensch, F.; Cordes, D.; Melcher, E.; Pfriem, A.: Accelerated weathering tests on thermally modified and wax-impregnated wood, 11th annual meeting of the Nordic Baltic Network in Wood Material Science & Engineering (WSE), Poznan, Poland. 14-15.09.2015

Zauer, M.; Hempel, S.; Pfriem, A.; Mechtcherine, V.; Wagenführ, A.: Investigations of the pore-size distribution of wood in the dry and wet state by means of mercury intrusion porosimetry. Wood Science and Technology. 48 (2014) 6, S. 1229-1240; DOI: 10.1007/s00226-014-0671-y

Clauder, L.; Pfriem, A.: Comparative durability tests on TMT Beech – preliminary results. 10th meeting of the Nordic Baltic Network in Wood Material Science & Engineering (WSE), Edinburgh, Scotland, 13.-14.10.2014

Clauder, L.; Pfriem, A.: Qualitätssicherung –Vorhersagbarkeit der Dauerhaftigkeit von TMT. 8. Europäischer Thermoholz Workshop, 22.-23.05.2014, Dresden

Clauder; L., Pfriem, A.: Comparative durability tests on TMT Beech – preliminary results. Final Cost Action FP0904 Conference “Recent Advances in the Field of TH and THM Wood Treatment” 19.-21.05.2014, Skellefteå, Sweden

Clauder, L.; Pfriem, A.: Emissions from thermally modified wood. Final Cost Action FP0904 Conference “Recent Advances in the Field of TH and THM Wood Treatment” 19.-21.05.2014, Skellefteå, Sweden

Brösel, L.; Clauder, L.; Pfriem, A.: Flammability tests on thermally modified and untreated timbers. Final Cost Action FP0904 Conference “Recent Advances in the Field of TH and THM Wood Treatment” 19.-21.05.2014, Skellefteå, Sweden

Brösel L., Pfriem, A., Clauder, L.: Nachweis geführt – Brandschutzklasse 1. Bauen mit Holz, 05 (2014), S. 38-40

Shchupakivskyy, R.; Pfriem, A.; Clauder, L.: Statistical simulation of wood density changes due to thermal treatment. 7th European Conference on Wood Modification, Lissabon, Portugal, 10.-12.03.2014

Pfriem, A.; Clauder, L.; Linke, N.; Shchupakivskyy, R.: Application of high-frequency densitometry to detect changes in early- and latewood density of oak (Quercus robur L.) due to thermal modification. 7th European Conference on Wood Modification, Lissabon, Portugal, 10.-12.03.2014

Zauer, M.; Kretzschmar, J.; Großmann, L.; Pfriem, A.; Wagenführ, A.: Analysis of the pore-size distribution and fiber saturation point of native and thermally modified wood using differential scanning calorimetry. Wood Science and Technology, 48 (2014) 1, S. 177–193; DOI 10.1007/s00226-013-0597-9


Shchupakivskyy, R.; Clauder, L.; Linke, N.; Pfriem, A.: Application of high-frequency densitometry to detect changes in early- and latewood density of Oak (Quercus robur L.) due to thermal modification. European Journal of Wood and Wood Products, 72 (2014) 1, S. 5-10 DOI:10.1007/s00107-013-0744-x


Zauer, M.; Pfriem, A.; Wagenführ, A.: Toward improved understanding of the cell-wall density and porosity of native and thermally modified wood determined by gas pycnometry. Wood Science and Technology, 47 (2013) 6, S. 1197-1211, DOI:10.1007/s00226-013-0568-1


Maksymiv, V.; Pfriem, A.; Shchupakivskyy, R.; Clauder, L.; Kijko, O.; Andrashek, J.: Statistical simulation of wood density changes due to thermal treatment. XXI. Symposium Adhesives in Woodworking Industry, Zvolen, Slovakia, 26.-28.06.2013


Clauder, L.; Richter S.; Unger, W.; Pfriem. A.: Application of a model for the prediction of fungal degradation of thermally modified timber by Trametes versicolor. International Research Group on Wood Protection 44rd Annual Meeting, Stockholm, Sweden, 16.-20.06. 2013


Pfriem, A.; Clauder, L.; Linke, N.; Shchupakivskyy, R.: Anwendung der Hochfrequenz-Dichtemessung zur Erfassung der lokalen Dichteänderung von Eichenholz infolge einer thermischen Modifikation. Holztechnologie, 54 (2013) 3, S. 30-34


Clauder, L.; Pfriem, A.: Determination of dimensional stability of thermally modified beech and spruce wood. COST Action FP0904 Workshop “Evaluation, processing and predicting of THM treated wood behaviour by experimental and numerical methods”, Iasi, Romania, 09.-11. April 2013


Pfriem, A.: Holzkundliche Untersuchungen zu Veränderungen im Holz während der thermischen Modifizierung – Application of High-Frequency Densitometry to detect Changes in Early- and Latewood Density of Oak (Quercus robur L.) due to Thermal Modification. 2. Dresdner Holzanatomisches Kolloquium, Dresden, 18.-19.10.2012


Zauer, M.; Pfriem, A.; Wagenführ, A.: Alteration of the pore structure and the capillarity of wood due to thermal modification. 6th European Conference on Wood Modification, Ljubljana, Slowenien, 16.-18.09.2012


Clauder, L.; Shchupakivskyy, R.; Pfriem, A.: Application of High-Frequency Densitometry to detect the change in Early- and Latewood Density of Oak (Quercus Robur L.) due to thermal treatment. 8th meeting of the Nordic Baltic Network in Wood Material Science & Engineering (WSE), Kaunas, Litauen, 13.-14.09.2012


Clauder, L.: Guideline for Environmental Product Declaration for Thermally Modified Timber. International Research Group on Wood Protection. 43rd Annual Meeting, Kuala Lumpur, Malaysia, 6.-10.05.2012


Zauer, M.; Pfriem, A.; Wagenführ, A.: Alteration of the pore structure and the capillarity of wood due to thermal modification. COST Action FP0904 Workshop “Current and Future Trends of Thermo-Hydro-Mechanical Modification of Wood Opportunities for new markets? Nancy, France, 26.-28.03.2012


Pfriem, A.: Alteration of Water Absorption Coefficient of Spruce (Picea abies (L.) Karst.) due to Thermal Modification. DRVNA INDUSTRIJA 62 (2011) 4, 311-313, DOI:10.5552/drind.2011.1109


Herold, N.; Peters, J.; Zauer, M.; Fischer, S.; Pfriem, A.: Improving of the mechanical properties of thermally modified wood by a prior chemical treatment. COST Action FP0904 Workshop “Hierarchical structure and mechanical characterization of wood” Helsinki, Finnland, 24.-26.08.2011, Link zur Präsentation