Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Holz f\u00e4llt nach der eigentlichen Nutzung als Altholz an, das je nach Belastungsgrad zur Entsorgung oder Wiederverwertung ansteht. F\u00fcr die Einteilung in verschiedene Belastungsklassen bestehen Defizite an preiswerter, schneller Analytik. So gelangten z. B. 1993 in Sachsen von den erfa\u00dften 139.000 t Altholzabf\u00e4llen ca. 78 % auf die Deponie. Nur 4.500 t (3,2 %) wurden einer stofflichen Verwertung zugef\u00fchrt. Die Restmengen wurden zu ann\u00e4hernd gleichen Anteilen biologisch bzw. thermisch genutzt. Da die Deponierung von Altholz ab dem Jahr 2005 untersagt wird, ist die gesteigerte stoffliche Verwertung von Altholz sinnvoll und w\u00fcnschenswert. F\u00fcr eine Verwertung ist eine gesicherte Unterscheidung bzw. Sortierung von belastetem und unbelastetem Holz zu treffen.
\nDer Kerngedanke des ins Auge gefa\u00dften Verfahrens ist, den Effekt der Modifizierung der Holzoberfl\u00e4chen durch Holzschutzmittel f\u00fcr ihre Charakterisierung und Sortierung auszunutzen. Die meisten Holzschutzmittel haben neben ihrer bioziden Wirkung gegen Holzsch\u00e4dlinge eine hydrophobierende Wirksamkeit, was sowohl f\u00fcr einen orientierenden Schnelltest an st\u00fcckigem Altholz als auch f\u00fcr ein Sortierverfahren des zerkleinerten Altholzes ausgenutzt werden sollte.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen zur Unterscheidung von belasteten und nicht belasteten Holzproben sind in zwei Bereichen durchgef\u00fchrt worden:
\nDer erste Bereich besch\u00e4ftigt sich mit dem Wassereindringen an st\u00fcckigen Holzproben. Hier wurden zeitabh\u00e4ngige Randwinkelmessungen an Buche-, Fichte- und Kiefernproben durchgef\u00fchrt. In Erg\u00e4nzung wurde das Eindringen von Wassertropfen auf definierten Holzoberfl\u00e4chen mit verschiedenen Oberfl\u00e4chenbeschaffenheiten und verschiedenen Holzschutzmitteln untersucht.
\nDer zweite Bereich umfa\u00dft Untersuchungen an zerkleinerten Holzproben in Spanform. Zur Zerkleinerung der st\u00fcckigen Proben kamen, analog zur \u00fcblichen Altholzaufbereitung, Schredder und Schlagm\u00fchle mit Siebeinsatz zur Herstellung der Holzsp\u00e4ne zum Einsatz. Die Charakterisierung der Buchen-, Kiefer- und Fichtenholzsp\u00e4ne erfolgte durch Untersuchung der Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung, Untersuchung der zeitlichen Entwicklung der mittleren Spandichte in Fl\u00fcssigkeiten und, darauf aufbauend, einer Schwimm-Sink-Sortierung von unbehandelten und modifizierten Sp\u00e4nen. Weitere Verfahren in der Erprobung waren eine flotative Trennung der Holzsp\u00e4ne sowie Leitf\u00e4higkeits\u00e4nderungen durch anorganische Holzschutzmittel.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die durchgef\u00fchrten Untersuchungen dienten zum einen dem Ziel, einen einfach durchzuf\u00fchrenden Tropfentest als orientierenden Schnelltest zur Vorsortierung des Altholzes bei der Anlieferung zu etablieren, und zum anderen sollte mit den ver\u00e4nderten Oberfl\u00e4cheneigenschaften behandelten Holzes die Eignung f\u00fcr ein Sortierverfahren an zerkleinerten Holzsp\u00e4nen erprobt werden.
\nAus den Untersuchungen zum Wassereindringen in Holzoberfl\u00e4chen werden verschiedene Einflu\u00dfgr\u00f6\u00dfen deutlich: Die Holzsorte zeigt einen entscheidenden Einflu\u00df auf die Geschwindigkeit des Tropfeneindringens, wie es bei der Impr\u00e4gnierung mit wasserl\u00f6slichen Holzschutzmitteln schwerer und leichter tr\u00e4nkbare Holzsorten gibt. Einen ebenso gro\u00dfen Einflu\u00df hat die Wahl der Eindringrichtung in das r\u00e4umlich anisotrop aufgebaute Holz. Bedingt durch die verschiedenen Arten der Faser\u00f6ffnungen bestehen zwischen den verschiedenen Raumrichtungen im Holz unterschiedliche Geschwindigkeiten der Fl\u00fcssigkeitsaufnahme. Eine weitere wichtige Einflu\u00dfgr\u00f6\u00dfe ist die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit der Probe. Auf unebenen Oberfl\u00e4chen ist ein Wassertropfen schwer zu beobachten, da er spreitet, w\u00e4hrend bei geschliffenen Proben anhaftender Holzstaub eine Benetzung unterbinden kann. Bei sehr ebenen Oberfl\u00e4chen, die mit einem Mikrotomschnitt pr\u00e4pariert werden, sind die Tropfen auf der Oberfl\u00e4che dagegen gut beobachtbar. Deutliche Verz\u00f6gerungseffekte beim Eindringen eines Wasertropfens ergeben sich bei organischen Holzschutzmitteln wie Hexachlorcyclohexan (HCH, Lindan), Pentachlorphenol (PCP) oder Permethrin, aber auch anorganischen, stark fixierenden Holzschutzmitteln auf Chrom-Kupfer-Bor-Basis (CKB-Salz), die z.B. im Druckimpr\u00e4gnierverfahren eingesetzt werden.
\nDie Untersuchungen an zerkleinerten und klassierten Altholzproben zeigen, da\u00df sich oberfl\u00e4chenmodifizierte und naturbelassene Holzsp\u00e4ne in ihrem Wasseraufnahmeverhalten signifikant voneinander unterscheiden. F\u00fcr Buchenholzsp\u00e4ne ist dieser Effekt bereits in Wasser f\u00fcr eine Schwimm-Sink-Sortierung verwendbar. Bei schlechter benetzbaren Sorten Kiefern- und Fichtenholz kann z.B. die Oberfl\u00e4chenspannung des eindringenden Fluids durch Zusatz von Ethanol herabgesetzt und\/oder w\u00e4hrend des Verfahrens ein Unterdruck angelegt werden, um ein entsprechendes Eindringen des Fluids bis zum Sedimentieren der unbehandelten Sp\u00e4ne im vertretbaren Zeitraum zu erm\u00f6glichen.
\nDie ver\u00e4nderten Oberfl\u00e4cheneigenschaften von behandelten Holzsp\u00e4nen k\u00f6nnen prinzipiell auch f\u00fcr eine Trennung durch Flotation herangezogen werden. Durch entsprechende Sammler\/Schaumbildner werden die hydrophoberen, kontaminierten Sp\u00e4ne an der Oberfl\u00e4che angesammelt und durch den aufsteigenden Schaum ausgetragen. Problematisch ist dabei die im Gegensatz zur Flotation von Erzen die ungleich gr\u00f6\u00dfere Partikeldimension der Holzsp\u00e4ne und die relativ geringen Dichteunterschiede der zu trennenden Sp\u00e4ne und der Fl\u00fcssigkeit, was Unzul\u00e4nglichkeiten bei der Tragf\u00e4higkeit des Schaumes und der Auftriebskraft durch anhaftende Blasen verursacht. Zur L\u00f6sung dieser Probleme durch eine geeignete Wahl der Reagenzien und ein der Benetzungskinetik entsprechendes Zeitregime erfordern weitere Untersuchungen .<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ver\u00f6ffentlichungen:
\n– F. Hinze, B. Wessely, S. Ripperger: Methoden zur Trennung belasteter und nicht belasteter Altholzfraktionen und ihre Charakterisierung. In: Harms, M.; Lorenz, W.; Bahadir, M.; Lay, J.P. (Hrsg.): DBU-Schriftenreihe Initiativen zum Umweltschutz; Bd. 8: Altholzverwertung – Probleme und L\u00f6sungen, Osnabr\u00fcck: Zeller 1998, S. 47-58.
\n– L. Kress, B. Wessely, S. Ripperger: Das Eindringen von Wassertropfen in unbehandeltes und holzschutzmittelbehandeltes Holz, Wiss. Z. der TU Dresden (im Druck).
\n– L. Kress, B. Wessely, S. Ripperger: Sortierung von Altholzpartikeln aufgrund unterschiedlicher Benetzungskinetiken, Freiberger Forschungshefte (eingereicht).
\n– L. Kress, B. Wessely, S. Ripperger: Titel wie vor, Poster zum 1. Freiberger Forschungsforum – 50. Berg- und H\u00fcttenm\u00e4nnischer Tag, Freiberg\/Sachsen, 16.-18. Juni 1999.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die verwendeten Methoden zeigen eindeutige Zusammenh\u00e4nge zwischen einer Behandlung mit Holzschutzmittel und ver\u00e4nderten Oberfl\u00e4cheneigenschaften, insbesondere der Benetzungseigenschaften. Vorbehaltlich der Anwendung eines Verfahrens zur reproduzierbaren Pr\u00e4paration der Probenoberfl\u00e4che kann mit dem Wassereindringen ein einfacher, orientierender Tropfentest zur Vorsortierung von Altholz erarbeitet werden.
\nZu den Trennverfahren von behandelten und unbehandelten Holzsp\u00e4nen konnten im Laborma\u00dfstab Trennergebnisse durch Schwimm-Sink-Sortierung wie auch Flotation erhalten werden, die bei entsprechender Vorbearbeitung des Altholzes und Weiterentwicklung der Methoden eine wirksame Schadstoffentfrachtung der Spanfraktionen erm\u00f6glichen sollten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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