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Herstellung von Holzfaserdämmstoffen auf Laub- und Nadelholzbasis mit dem Fokus auf der Fasercharakterisierung, sowie der Ermittlung der physikalischen, mechanischen und biologischen Eigenschaften

dc.contributor.advisorMai, Carsten Prof. Dr.
dc.contributor.authorImken, Arne Andreas Paul
dc.date.accessioned2022-10-19T13:06:09Z
dc.date.available2022-10-27T00:50:08Z
dc.date.issued2022-10-19
dc.identifier.urihttp://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/14300
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-9496
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc634de
dc.titleHerstellung von Holzfaserdämmstoffen auf Laub- und Nadelholzbasis mit dem Fokus auf der Fasercharakterisierung, sowie der Ermittlung der physikalischen, mechanischen und biologischen Eigenschaftende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedProduction of hardwood and softwood-based wood fibre insulation materials with a focus on fibre characterisation and the determination of physical, mechanical and biological propertiesde
dc.contributor.refereeMai, Carsten Prof. Dr.
dc.date.examination2022-09-01de
dc.description.abstractgerDas Ziel dieser Arbeit bestand in der Untersuchung des Einsatzes von Laubholzfasern für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen (HFDS), um vor dem Hintergrund des ökologischen Waldumbaus und der aktuellen Problematik und Regression der Nadelholzmonokulturen eine breitere Rohstoffpalette zur Verfügung stellen zu können. Für die Bearbeitung der Zielstellung wurden zunächst verschiedene Laubholzfasern, Mischungen dieser mit Nadelholzfasern sowie letztere in Reinform als Referenzmaterial mit Hilfe eines scannerbasierten Systems charakterisiert und analysiert. Die Analyse hatte zum Ergebnis, dass Laubholzfasern kürzer sind als jene des Nadelholzes und zudem deutlich mehr Staubpartikel enthalten. Die Fasermischungen mit einem Nadelholzanteil von mindestens 50 % ergaben eine Faserlängenverteilung zwischen denen des Reinmaterials aus Laub- bzw. Nadelholz. Daraus ließ sich zunächst schlussfolgern, dass sich reine Laubholzfasern möglicherweise nicht für den Einsatz in HFDS eignen und Fasermischungen mit einem minimalen Nadelholzanteil von 50 % zu empfehlen sind. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit sind aus den zuvor charakterisierten Fasern HFDS im Labormaßstab produziert worden, welche auf ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften, sowie auf ihre Brennbarkeit getestet wurden. Die Eigenschaftscharakterisierung führte zum Ergebnis, dass sich die Fasern verschiedener Laubbaumarten unterschiedlich gut für die Herstellung von HFDS eignen. Es zeigten sich für die verschiedenen Baumarten individuelle Eigenschaften. So wies Dämmstoffmaterial aus Erlenfasern ein sehr hohes Wasseraufnahmepotential auf, wohingegen bei solchem aus Eichenfasern gefertigtem eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit festgestellt werden konnte. Bei HFDS aus Birkenfasern waren die mechanischen Festigkeiten reduziert. Die besten Ergebnisse erzielten HFDS aus Buchenfasern, welche vergleichbare Eigenschaften zu auf Nadelholz basierten HFDS aufwiesen. Auch HFDS aus Mischmaterial mit einem Nadelholzanteil von mindestens 20 % zeigten vergleichbare Eigenschaften zu HFDS aus Nadelholzfasern. Abschließend wurde die Anfälligkeit von HFDS auf Laubholzbasis gegenüber Schimmelpilzen geprüft, wofür verschiedene Fasermischungen sowie Nadelholzfasern getestet wurden. Mit steigendem Laubholzanteil stieg auch die Anfälligkeit gegenüber Schimmelpilzen. Zusammenfassend konnte im Zuge der Untersuchungen gezeigt werden, dass HFDS aus Laubholzfasern hergestellt werden können. Um vergleichbare Eigenschaften zu solchen aus Nadelholzfasern zu erzielen, wird der Einsatz von Buchenfasern oder Mischmaterial mit einem Nadelholzanteil von mindestens 20 % empfohlen.de
dc.description.abstractengThe objective of this work was to investigate the use of hardwood fibres for the production of wood fibre insulation materials in order to provide a broader range of raw materials against the background of ecological forest conversion and the current problems and regression of softwood monocultures. In order to work on the objective, different hardwood fibres, blends of hardwood and softwood fibres and, as a reference, softwood fibres were first characterised and analysed with the help of a scanner-based system. It was found that the hardwood fibres are shorter than the softwood fibres and contain distinctly more dust particles. The fibre blends with at least 50 % softwood fibres showed a fibre length distribution between that of the pure hardwood and softwood fibres. It was concluded that pure hardwood fibres were unlikely to be suitable for use in wood fibre insulation materials and fibre blends with a minimum of 50 % softwood fibres were recommended. In the further course of this work, wood fibre insulating materials were then produced on a laboratory scale from the previously characterised fibres and have been tested for their physical and mechanical properties, as well as for their flammability. It was found that the fibres of different hardwood tree species are differently suitable for the production of wood fibre insulating materials. Individual properties were found for the different tree species. For example, wood fibre insulating materials made from alder fibres have a very high water absorption potential. Wood fibre insulating materials made from oak fibres have an increased thermal conductivity, while those made from birch fibres have a reduced mechanical strength. The best results were achieved with wood fibre insulating materials made from beech fibres, which have comparable properties to wood fibre insulating materials made from softwood fibres. Wood fibre insulating materials made from fibre blends with a content of at least 20 % softwood fibres also show comparable properties to wood fibre insulating materials made from softwood fibres. Finally, the susceptibility of hardwood-based wood fibre insulation materials to mould fungi was tested. For this purpose, different fibre blends and softwood fibres were tested. With increasing hardwood content, the susceptibility to mould fungi also increased. In summary, it could be shown in the course of the investigations that wood fibre insulation materials can be produced from hardwood fibres. In order to achieve comparable properties to those out of softwood fibres, the use of beech fibres or fibre blends with a proportion of at least 20 % softwood fibres is recommended.de
dc.contributor.coRefereeEuring, Markus PD. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeKües, Ursula Prof. Dr.
dc.subject.gerHolzfaserdämmstoffe (HFDS)de
dc.subject.gerLaubholzfasernde
dc.subject.gerphysikalische, mechanische und biologische Eigenschaftende
dc.subject.gerWärmeleitfähigkeitde
dc.subject.gerFasermischungende
dc.subject.gerEntflammbarkeitde
dc.subject.gerSchimmelpilzede
dc.subject.gerDämmstoffde
dc.subject.engwood fibre insulation board (WFIB)de
dc.subject.enghardwood fibresde
dc.subject.engphysico-mechanical propertiesde
dc.subject.engthermal conductivityde
dc.subject.engfibre blendsde
dc.subject.engflammabilityde
dc.subject.engmould fungide
dc.subject.enginsulation materialde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-ediss-14300-3
dc.affiliation.instituteFakultät für Forstwissenschaften und Waldökologiede
dc.subject.gokfullForstwirtschaft (PPN621305413)de
dc.description.embargoed2022-10-27de
dc.identifier.ppn1819555097
dc.notes.confirmationsentConfirmation sent 2022-10-19T13:15:02de


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