Untersuchungen zum Mechanismus des Versagens von Klebefugen unter Langzeitbeanspruchung und deren Früherkennung

Die Fugen von Holzverklebungen werden im praktischen Gebrauch neben statischen Belastungen auch durch erhöhte Feuchtigkeit und Klimaschwankungen stark beeinflusst. Der Mechanismus des Versagens im Bereich der Klebefuge wird untersucht.

Steckbrief

  • Departement BFH | Architektur, Holz und Bau
  • Forschungsschwerpunkt Werkstoffe und Holztechnologie
  • Forschungsfeld Klebstofftechnologie und Polymerchemie
  • Förderorganisation COST
  • Laufzeit 01.01.2007 - 25.02.2010
  • Projektverantwortung Urs von Arx
  • Projektleitung Urs von Arx
  • Projektmitarbeitende Aline Maillard
    Estelle Graf
    Benjamin Steiger
  • Mitwirkende Projektpartner Forschungsinstitutionen inkl. BFH ETH
  • Schlüsselwörter Holzverklebung, Alterung, Langzeitbeanspruchung, Delaminierung, Methoden der Früherkennung

Ausgangslage

1. Entwicklung eines Prüfverfahrens zur künstlichen Alterung von Verklebungen unter Belastung. Langzeittest von Prüfkörpern mit verschiedenen Klebstoffen: MUF, PRF, 1K-PUR. 2. Ermittlung der Reissfestigkeit der Klebefugen, physikalische und chemische Analyse des Alterungsverhaltens der Klebefugen mittels Mikroskopie, TMA, MALDI TOF MS, IR-Spektroskopie, Chemilumineszenz.

Ziel

Mit dem Projekt sollen folgende Fragen beatwortet werden: - Wie läuft die Schädigung zeitlich ab. - Wie entsteht die Schädigung (chem., phys.). - Wie ist eine zerstörungsfreie Früherkennung der Schädigung möglich.

Kernkompetenzen

Holzverklebung, Materialprüfung, Werkstoffprüfung, Delaminierung, Klebstoffe

Ergebnisse

Gemäss Delaminationsprüfung entsprechen alle untersuchten Klebstoffe (PUR, MUF, PRF) dem Typ I. Die Klebstoffe lassen sich mit IR Spektroskopie eindeutig identifizieren. MALDI TOF Massenspektrometrie eignet sich aufgrund der hohen Vernetzung nicht zur Charakterisierung. Bei Kurzzeitversuchen mit Temperaturgradient zeigen die drei Klebstoffe eine deutlich unterschiedliche Chemiluminseszenz. Bei isothermen Langzeitversuchen von PUR sinkt die CL nach wenigen Stunden stark ab.

Ausblick

Bei vorschriftsgemässer Verarbeitung entsprechen die untersuchten Klebstoffe (1K PUR, MUF, PRF) dem Typ I gemäss EN 301. Die Klebstoffe lassen sich in den Brettschichtholzfugen nachträglich IR spektroskopisch identifizieren.