Vergrautes Holz: warum es grau wird und wie man es regeneriert

Ist Ihr verwittertes Holz innerhalb weniger Jahre grau geworden und verrottet? Sie fragen sich, wie das passieren konnte und befürchten nun, dass Sie das beschädigte Material austauschen oder sogar die ganze Arbeit neu machen müssen? Keine Sorge, wir werden es in diesem Artikel erklären:

• was mit Holz passiert, wenn es vergraut;
• was getan werden kann, um Holz zu regenerieren;
• was man tun kann, um die Alterung von Holz zu verlangsamen.

Seit Jahrhunderten wird Holz aufgrund seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen verwendet (Möbel, Bauwesen, Türen und Fenster usw.). Nicht weniger wichtig sind jedoch die ästhetischen Anforderungen: In einigen Bereichen spielt die Farbe bei der Wahl des Holzes eine vorherrschende Rolle. Leider verändert sich die Farbe mit der Zeit, vor allem wenn das Material der äußeren Umgebung ausgesetzt ist.

Wenn Sie verstanden haben, warum Holz altert und wie dieser Prozess abläuft, können Sie sich überlegen, was Sie mit Ihren grauen, verwitterten Oberflächen machen wollen. In den meisten Fällen genügt es, sie mit einem speziellen Reiniger zu säubern und zu schützen, um ihnen neues Leben einzuhauchen!

Das Holz kennen, um die Alterung zu verstehen

Warum wird Holz grau? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst verstehen, woraus dieses Material besteht. Also... sind wir bereit, uns in das unendlich Kleine zu vertiefen? Keine Sorge, Sie werden keine wissenschaftliche Arbeit lesen müssen. Wir werden nur einige wenige, aber grundlegende Konzepte gemeinsam angehen. Beginnen wir unsere schnelle Tour!

Wenn wir über Holz sprechen, dürfen wir nicht vergessen, dass es nicht nur ein Material ist, sondern ein echter Organismus und als solcher aus Zellen besteht. Im Gegensatz zu tierischen Zellen sind Pflanzenzellen von außen von einer halbstarren Struktur, der Zellwand, umgeben, die die Zelle schützt und ihr mechanischen Halt gibt.

Woraus besteht die Zellwand? Das sind die wichtigsten Stoffe:

• Zellulose;
• Hemicellulosen ;
• Lignin;
• pektische Substanzen;
• Eiweiß;
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Darüber hinaus gibt es weitere Stoffe wie Gerbstoffe oder Terpene, die sich außerhalb der Zellwände befinden und die einzelnen Holzarten charakterisieren. Diese Stoffe werden unter dem Begriff Extraktstoffe zusammengefasst.

Holz wird seit Jahrhunderten wegen seiner wichtigen physikalischen und mechanischen Eigenschaften im Bauwesen, für Möbel, Türen und Fenster sowie für Fußböden verwendet. Ebenso wichtig, insbesondere für den Endverbraucher, sind seine ästhetischen Anforderungen, die die Wahl einer Holzart gegenüber einer anderen bestimmen können. Ein vorherrschender Faktor ist sicherlich die Farbe, die sich jedoch im Laufe der Zeit verändert.

Betrachten wir Holz in seinem frischen Zustand. Seine Farbe hängt von zwei Faktoren ab:

• die Farbe der Zellwände, die gelblich-weiß ist;
• die Farbe der Extrakte, die farblos oder in verschiedenen Schattierungen sein kann, je nach der physiologischen Aktivität der Pflanze oder anderen Phänomenen, einschließlich der Duramifizierung. Es sind gerade die Extraktstoffe, die dem Holz seine von Art zu Art unterschiedliche Färbung verleihen. Diese können vom Weiß der Birke bis zum Rot des Paduks, vom Violett des Palisanders bis zum Schwarz des Ebenholzes reichen.

Nachdem wir nun einen, wenn auch kurzen, Blick auf die Zusammensetzung von Holz geworfen haben, können wir gemeinsam verstehen, was passiert, wenn dieses Material einer Umgebung ausgesetzt ist.

Lassen Sie uns gleich einen grundlegenden Begriff klären: Die Abbauprozesse der Holzoberfläche beginnen unmittelbar, nachdem sie der Witterung ausgesetzt wurde.

Die Alterung macht sich durch Farbveränderungen, Risse und Oberflächenrauhigkeit bemerkbar, die auf Veränderungen der Zellwandverbindungen und Extraktstoffe zurückzuführen sind.

Einer der Hauptabbaufaktoren ist das Sonnenlicht und insbesondere die ultravioletten (UV) Strahlen, die einen photochemischen Oxidationsprozess auslösen, der zu einer schnellen Veränderung der Holzfarbe führt.

Lignin und Extraktstoffe sind die Stoffe, die sich am stärksten verändern: Sie absorbieren die Sonnenstrahlung, was zur Bildung von Oxidantien und freien Radikalen führt. Diese Verbindungen lösen wiederum andere chemische Reaktionen aus, die zu einem weiteren Abbau der Holzinhaltsstoffe führen.

Diese Fäulnisprodukte haben im Allgemeinen eine gelb-braune Farbe, weshalb oxidiertes Holz gelber ist als frisch geschlagenes Holz. Diese Färbung ist vor allem bei hellen Hölzern wie Tanne, Kiefer oder Lärche zu beobachten. Bei dunklen Hölzern hingegen findet eine Verfärbung statt, die zu einem hellen Braun führt.

Der Zeitpunkt des Farbwechsels hängt von der Holzart und den klimatischen Bedingungen ab. Im Allgemeinen kann die erste Phase der Vergilbung bei Nadelhölzern sehr kurz sein, manchmal sogar nur ein paar Tage. Es liegt auf der Hand, dass sich die Alterung verzögert, wenn wir das Holz mit speziellen Behandlungen oder Produkten schützen. Aber wir werden später noch einmal genauer auf dieses Konzept zurückkommen.

Nachdem dieser erste Mechanismus geklärt ist, stellt sich die Frage, wie das Holz von gelb zu grau wird.

Befindet sich das Holzmaterial im Freien, kann es der Einwirkung von Regen ausgesetzt sein, der die Abbauprodukte von Lignin und Extraktstoffen, die sich durch die Einwirkung von UV-Strahlen gebildet haben, abwäscht. Das Ergebnis ist eine vergraute und verarmte Oberfläche. Das Phänomen betrifft zunächst nur den oberflächlichsten Teil des Holzes und wird mit der Zeit immer tiefer.

Die kombinierte Wirkung von Licht und Wasser beschleunigt also den Alterungs- und Verfallsprozess von Holz. Es gibt jedoch auch andere Umstände, die eine Verschlechterung der Situation bewirken können. Dazu gehören sicherlich die Schwund- und Quellungserscheinungen, die durch Feuchtigkeitsschwankungen infolge von Regen oder nächtlicher Kondensation auftreten.

Wir dürfen nicht vergessen, welch große Bedeutung biologische Angriffe haben können, aber diese werden in einem zukünftigen Artikel in unserem Blog behandelt.

Im Allgemeinen kann man sagen, dass die Verwitterung nicht nur eine Farbveränderung, sondern auch Risse, eine erhöhte Rauheit und eine langsame Verschlechterung der Holzoberfläche verursacht.

Holz, das jahrhundertelang der Witterung ausgesetzt war, kann sogar eine echte Verkohlung erfahren: Die Farbe wechselt dann von gelb über braun zu schwarz.

Wenn Sie das Konzept des Recyclings und der Wiederverwendung lieben, sollten Sie wissen, dass altes Holz in der Regel nicht weggeworfen werden sollte (es sei denn, es ist von einem starken Pilzbefall betroffen).

Wenn die Fäulnis nur den oberflächlichsten Teil des Materials befallen hat, genügt es, das vergraute Holz mit einem speziellen Reiniger wie Lignum Vivo zu reinigen. Das Holz ist dann bereit für die Schutzbehandlung.

Ist der Verfall hingegen tiefer, ist es ratsam, die Oberfläche abzuschleifen, indem die erste Schicht des Materials entfernt wird, und anschließend eine oder mehrere Lacken/Lasuren aufzutragen, um die Haltbarkeit des Holzes zu erhöhen.

Wie bereits erwähnt, neigen dunklere Holzarten dazu, sich zu verfärben. In diesem Fall kann die Anwendung eines Öls, wie z. B. Lignum Nature, ausreichen, um das Holz zu regenerieren. Das folgende Video zeigt Ihnen, wie einfach die Restaurierung sein kann.

Wie bereits erwähnt, beginnen die Abbauprozesse des Holzes unmittelbar nachdem es der Witterung ausgesetzt wurde. Gerade deshalb ist es richtiger, von "Verlangsamung" statt von "Verhinderung" des Alterns zu sprechen.

Ist es also möglich, die Alterung von Holz zu verlangsamen? Die Antwort lautet: Ja. Es gibt verschiedene Arten von Behandlungen, die das Holz vor der Einwirkung von Licht und Wasser schützen, und sie werden in Produktanwendungen und thermische oder chemische Behandlungen unterteilt. Schauen wir sie uns gemeinsam an.

Anwendung der Produkte 

Das Auftragen von Farbe oder Holzlasuren kann die Alterung von Holz verlangsamen. Im Gegensatz zu Wärme- und chemischen Behandlungen, die die Zusammensetzung und Struktur des Holzes verändern, wirken Schutzmittel auf der Oberfläche und schützen vor Witterungseinflüssen.

Dazu müssen zunächst die grundlegenden Anforderungen an Kontinuität und Haftung auf dem Untergrund erfüllt sein. Insbesondere bei Lacken ist die Gefahr der Rissbildung (auch wenn sie nur mikroskopisch klein ist) groß, wenn das Produkt keine gute Elastizität aufweist und nicht in der Lage ist, den Schwund- und Quellbewegungen des Holzes zu folgen, und die Schutzfunktion des Produkts würde verloren gehen.

Durch die Verwendung von Protektoren kann die Lichtstrahlung abgeschirmt werden:

• UV-Filter;
• Pigmente und Farbstoffe;
• Harze.

Wasser hingegen kann aufgehalten werden durch:

• Harze;
• Wachse;
• Zusatzstoffe mit wasserabweisender Wirkung.

Wärmebehandlung

Die thermische Behandlung ist eine Methode zur Verlangsamung der Materialalterung, aber woraus besteht sie im Einzelnen? Das Holz durchläuft einen Trocknungszyklus bei Temperaturen zwischen 170 und 250 °C in einer kontrollierten, sauerstoffarmen Atmosphäre. Dies impliziert eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung, die hauptsächlich in der Depolymerisation der Hemicellulosen, d.h. ihrer Fragmentierung, besteht. Dies führt auch zu einer Veränderung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Holzes.

Dieses Verfahren erhöht die Dimensionsstabilität und die Haltbarkeit des Materials und verändert die Farbe des Holzes, das in der Regel brauner wird. Die Farbstabilität ist jedoch nicht bei allen Holzarten gewährleistet: Sie ist im Allgemeinen bei Nadelhölzern höher und bei Laubhölzern niedriger.

Der Hauptnachteil dieser Art der Behandlung ist die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Holzes, die gerade auf die Depolymerisation der Hemizellulosen zurückzuführen ist: Ihre Größe geht nämlich mit der Festigkeit und Elastizität des Materials einher. Aus diesem Grund können wärmebehandelte Hölzer nicht für den Bau von Konstruktionen verwendet werden, die in der Regel ein hohes Maß an mechanischer Festigkeit erfordern. Die Hauptanwendungsgebiete sind der Möbel- und Fußbodensektor.

Chemische Behandlung

Eine der häufigsten chemischen Behandlungen zur Verlangsamung der Alterung von Holz ist die Acetylierung: Das Material wird mit Essigsäureanhydrid behandelt, und am Ende des Prozesses werden die Hydroxylgruppen (-OH) der Polymere, aus denen das Holz besteht, durch Acetylgruppen (CH₃ CO-) ersetzt.

Was hat das zu bedeuten?

Durch die Verringerung der Anzahl der Hydroxylgruppen wird die Empfindlichkeit des Holzes gegenüber Wasser reduziert. Acetyliertes Holz ist daher weniger empfindlich gegenüber Photodegradation und weniger hygroskopisch und daher weniger anfällig für Quellung und Schwund sowie für den Angriff von Biodeteriogenen.

Diese Art der Behandlung hat auch einige Nachteile, darunter:

• eine Erhöhung des Säuregehalts des Materials, was Oxidationsprozesse von Metallteilen, die im Holz vorhanden sein können, auslösen kann;
• eine leichte Verdunkelung des Materials und das mögliche Auftreten von gräulichen Lichthöfen auf der Oberfläche;
• die Erhaltung der Porosität des Materials, so dass die Wasseraufnahme durch Kapillarität in den Köpfen der der Witterung ausgesetzten Balken und Unterzüge weiterhin möglich ist;
• die hohen Kosten.

Mit diesem Artikel möchten wir Ihnen die nützlichsten Informationen über die Alterung von Holz, deren Vorbeugung und die Renovierung von vergrautem Holz geben. Wenn Sie weitere Fragen und Kuriositäten haben, zögern Sie bitte nicht, uns zu schreiben!

Bibliographie:

• Tecnologia del legno, G. Giordano, UTET

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