Pappelholz

In diesem Artikel werden wir die vielseitige Pappel untersuchen und ihre Eigenschaften sowie Verwendungsmöglichkeiten betrachten.

Als Zimmerer habe ich mich intensiv mit dieser Holzart beschäftigt und verschiedene Studien zu dem Thema analysiert.

Ich werde die verschiedenen Arten von Pappeln untersuchen und aufzeigen, wie du das Pappelholz sowohl im Alltag als auch bei deinen Bauprojekten pflegen und nutzen kannst.

Jetzt, wo du weißt, was dich erwartet:

Lasst uns ohne weitere Verzögerung in die Details eintauchen …

Fakt 1: Vorkommen und Eigenschaften

• die Schwarzpappel – Populus nigra,
• die Weißpappel, auch Silberpappel genannt – Populus alba,
• die Zitterpappel, auch Espe genannt – Populus tremula,
• die Graupappel, als eine Kreuzung aus Schwarz- und Silberpappel – populus canescens.

Weitere Arten der Pappel sind beispielsweise die Balsam-Pappel, die Kanadische Pappel und die Rosenkranz-Pappel.

Aufgrund ihres schnellen Wuchses sind Pappeln in der Nutzholzindustrie sehr beliebt. Sie dienen beispielsweise auch als Lieferant von Holz für die Herstellung von Papier, als Brennholz und zur Energiegewinnung. Auch als Pioniergehölz zur Bepflanzung von vegetationsarmen Flächen oder Brachflächen in Wald und Flur werden Pappeln gern eingesetzt.

Der Samen von Pappeln lässt schon nach wenigen Wochen Keimlinge entstehen. Das Wurzelwerk von jungen ungefähr einjährigen Pappeln kann schon zwischen 75 cm bis 150 cm in die Tiefe des Erdreichs vorgedrungen sein. Die Bäume können Höhen zwischen 25 Meter bis 45 Meter erreichen. Schon nach 10 bis 20 Jahren können Pappeln eine Höhe von 20 Metern erreicht haben.

Das Aussehen der verschiedenen Pappelarten kann sehr unterschiedlich sein. Die sommergrünen
Laubbäume können breite und sehr ausladende Kronen besitzen, aber auch schmale und kegelförmige Kronen. Pappeln mit den sehr schmalen kegelförmigen Kronen säumen oftmals auch Alleen und sind in der Landschaftsgestaltung sehr beliebt.

Die selten gewordene Schwarzpappel ist ein sehr hoher und mächtiger Baum, mit einer sehr ausladenden Krone. Die Äste sind bei diesem Baum recht tief angesetzt. Aber auch als Büsche sind Pappeln vorzufinden. Pappeln können ein Alter von mehreren Hundert Jahren erreichen. Die Zitterpappel und die Graupappel erreichen ein Alter von ungefähr 100 bis zu 150 Jahren.

Je nach Pappelart sind Pappeln Kernholz oder Kern- und Splintholz. Schwarzpappeln und Pappelarten, die aus Kreuzungen mit Schwarzpappeln hervorgegangen sind, gehören zu den Kernholzbäumen. Diese Pappelarten besitzen einen farblich unterschiedlichen Kern gegenüber dem Splintholz. Weißpappeln, auch Silberpappeln genannt, weisen zwischen ihrem Kern- und Splintholz keine unterschiedliche Färbung auf.

Die Färbungen von Pappelholz reichen von weiß-gelblich über grau-gelblich bis zu bräunlichen Farbtönen. Der Kern der Schwarzpappel kann bei frischem Holz einen leichten Grünton aufweisen. Ansonsten sind die Färbungen des Kerns von Hellbraun bis Rotbraun vorhanden. Das Kernholz setzt sich farblich sehr deutlich von dem hellen Splintholz ab.

Technische Daten (Schwarzpappel)

• Dauerhaftigkeitsklasse: 4 – wenig dauerhaft
• Rohdichte (14% Holzfeuchte): ungefähr bei 0,45 kg/m³
• Druckfestigkeit liegt bei 30 – 35 N/mm²
• Biegefestigkeit 55 – 65 N/mm²
• Scherfestigkeit: 5,0 N/mm²
• Zugfestigkeit: 77 N/mm²
• Elastizitätsmodul: 8.800 N/mm²
• Wärmeleitfähigkeit: 0,09 W/(m·K)

Technische Daten (Zitterpappel)

• Dauerhaftigkeitsklasse: 4 – wenig dauerhaft
• Rohdichte (14% Holzfeuchte): ungefähr bei 0,49 kg/m³
• Druckfestigkeit liegt bei 25 – 40 N/mm²
• Biegefestigkeit 52 – 60 N/mm²
• Scherfestigkeit: 6,8 N/mm²
• Zugfestigkeit: 75 N/mm²
• Elastizitätsmodul: 7.800 N/mm²
• Wärmeleitfähigkeit: 0,09 W/(m·K)

Fakt 2: Verwendung

Das Holz von Pappeln findet in sehr vielfältigen Bereichen Anwendung. Da es ein leichtes Holz ist und eine recht gleichmäßige Struktur aufweist, wird es als Schälfurnier, als Schicht- und Spanholz für Formteile, als gesägtes Holz für den Innenausbau verwendet. Ebenso wird es in der Papierproduktion eingesetzt.

Weitere Verwendungsarten für das Holz der Pappel sind die Herstellung von Obstkisten, Holzschuhen, Körben oder Verpackungen. Sehr häufig werden aus Pappelholz Zündhölzer, Obst- oder Fleischspieße hergestellt. Aber auch in der Energiegewinnung oder als Brenn- und Kaminholz wird Pappelholz häufig eingesetzt.

Weitere Verwendungen von Pappelholz sind beispielsweise die Herstellung von Holzwolle, Essbestecken aus Holz, Tischtennisschläger, Zeichenbrettern, Schneeschaufeln, Bänke und Holzliegen für den Saunabereich, Dachschindeln, Geschenkverpackungen und Musikinstrumente und vieles andere mehr. Massivholzmöbel aus Pappel werden sehr eingeschränkt hergestellt, da das Holz für den Möbelbau als zu weich gilt. Dennoch haben einige Heimwerker und Möbelbauer ihre Vorliebe für das im Vergleich zu anderen Edelholzarten kostengünstige und vielseitig einsetzbare Holz entdeckt.

Fakt 3: Maserung

Pappeln bilden breite und oftmals gut sichtbare Jahresringe aus. Je nach Pappelart können die Jahresringe durch einen schmalen, dunkleren bräunlichen Ring begrenzt sein. Das Holz ist feinporig. Diese kleinen Poren und Gefäße sind im Querschnitt verstreut über das Pappelholz gut sichtbar. Im Längsschnitt sind die Porenrillen sehr fein zu erkennen. Die feinen und unregelmäßigen Holzstrahlen sind je nach Pappelart eher weniger sichtbar.

Die Maserung des hellen Pappelholzes kann aus feinen bis deutlichen Zeichnungen bestehen. So können feine Streifen oder eine leichte Fladerung vorhanden sein. Das Pappelholz kann mit einem schönen und recht starken Glanz überzogen sein.

Fakt 4: Schwinden und Trocknung

Da Pappelholz über eine recht gleichmäßige Struktur verfügt, schwindet es beim Trocknen nur in geringem Maße. Es kann aber beim Trocknen zu Verformungen kommen, dem sogenannten „Werfen“. Weiterhin ist das Pappelholz recht weich und anfällig gegenüber Witterungseinflüssen. Auch gegenüber Pilz- und Insektenbefall ist das Holz der Pappel anfällig. Damit es beim Trocknen durch Feuchtigkeit nicht stockt, sollte es zum Beispiel in einem Schuppen trocken und geschützt gelagert werden.

• Axiales Schwindmaß 0,4 %
• Radiales Schwindmaß 3,3 %
• Tangentiales Schwindmaß 8,2 %

Fakt 5: Beständigkeit und Qualität

Das Holz der Pappel ist wenig dauerhaft. Dadurch ist es anfällig gegenüber Witterungseinflüssen oder den Befall von Pilzen und Insekten. Für tragende Konstruktionen im Außenbereich eignet es sich aus diesem Grund nicht. Auch für den Unterwasserbau ist Pappelholz nicht gut geeignet. Im Innenausbau wird es aufgrund seiner guten Eigenschaften hingegen gern verwendet. Das Holz der Pappel lässt sich mit geschärften Werkzeugen gut bearbeiten.

So kann das Holz der Pappel sauber geschält oder gesägt werden. Ebenso kann das Pappelholz oftmals gut mit Werkzeugen bearbeitet werden, deren Schneidefläche sich an der Längskante befindet (Messern). Bei der Bearbeitung neigt das Pappelholz nicht zum Reißen. Färbungen des Pappelholzes sind sehr gut möglich, da das Holz die Beize gut aufnehmen kann. Es kann gut verleimt werden, ist jedoch nicht so gut zu polieren.

Fakt 6: Pflege

Das feinporige Holz kann in unbehandeltem Zustand recht leicht Verschmutzungen aufnehmen, zum Beispiel durch Staub oder farbige Flüssigkeiten. Um Gegenstände, Furniere oder auch Massivholzmöbel aus Pappelholz zu schützen, sollte es regelmäßig gepflegt werden. So kann es durch Lacke versiegelt werden. Um das Pappelholz in seinem natürlichen Zustand zu belassen, eignen sich Holzwachse oder Holzöle sehr gut für die Pflege.

Durch die Pflege des Holzes mit Wachs, Holzöl oder Leinöl bleibt es atmungsaktiv und geschmeidig. Außerdem wird dem Holz ein schöner Glanz verliehen, der besonders bei dem schon glänzenden Pappelholz einen besonders seidigen Charakter erhalten kann. Bei der Reinigung sollte das Pappelholz nur mit einem weichen und leicht feuchten Tuch abgewischt werden. Es sollten keine scharfen Reinigungsmittel verwendet werden. Ebenso sollte beim Abwischen der Flächen aus Pappelholz kein starker Druck ausgeübt werden, damit keine Kratzer oder Rillen in das recht weiche Holz eingearbeitet werden.

„Scrimber“: das Bauholz der Zukunft?

In einer Studie von 2016 geht es um die Herstellung und mechanische Leistung einer Art zusammengesetzten Materials namens „Scrimber“ aus Pappelholz für den Einsatz in der Baubranche. Pappel ist eine schnell wachsende Holzart, die in China weitverbreitet und preisgünstig ist. Mit der Herstellung von Scrimber aus solchem Holz können die natürlichen Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften des Holzes reduziert und das Holz effizient genutzt werden.

Die Forscher haben verschiedene Tests durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften dieses Scrimber-Materials zu bewerten. Sie verglichen auch diese Eigenschaften mit anderen Holz- und Bambusprodukten. Sie fanden heraus, dass das Scrimber-Material eine wünschenswerte mechanische Leistung als Baumaterial zeigt, die vergleichbar oder sogar besser ist als die von herkömmlichen Holz- oder Bambusprodukten.

Die Studie beschreibt auch den Prozess der Herstellung des Scrimber-Materials, der sechs Hauptstufen umfasst: mechanisches Schneiden, Trocknen, thermische Behandlung, Imprägnierung, Kaltformung und Heißhärtung.

Das Resultat ist ein stabiles und haltbares Material mit einer Dichte von 780–940 kg/m³, das in verschiedenen mechanischen Tests, wie Druck-, Zug-, Scher-, Biegefestigkeits- und Biegemodulprüfungen, gut abschnitt. Das Material zeigte auch eine gewisse Duktilität, also die Fähigkeit, sich unter Last zu verformen, ohne zu brechen.

Diese Studie trägt zu einer potenziellen Nutzung von schnell wachsenden Baumarten bei und könnte als Grundlage für weitere Anwendungen solcher Verbundwerkstoffe im praktischen Ingenieurwesen dienen.

Dieser ausführliche Bericht beschreibt verschiedene Testmethoden, die verwendet wurden, um die mechanischen Eigenschaften eines „Scrimber“-Komposits zu analysieren. Die Materialproben wurden verschiedenen Belastungen unterzogen, um Parameter wie Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Scherfestigkeit und Biegefestigkeit zu ermitteln. Etwas, was mich ja besonders interessiert… 🙂

1. Bei der Druckprüfung senkrecht zur Faser wurden 60 Proben vorbereitet und jeweils zur Hälfte in radialer und tangentialer Richtung belastet. Die durchschnittliche Druckfestigkeit betrug 21 MPa und die Elastizitätsmodul 1242 MPa.
2. Die Zugprüfung parallel zur Faser wurde an 60 Proben durchgeführt, wobei die durchschnittliche Zugfestigkeit 108 MPa und der Elastizitätsmodul 11,069 MPa betrug.
3. Bei der Zugprüfung senkrecht zur Faser zeigte sich eine durchschnittliche Zugfestigkeit von 3,4 MPa.
4. Die Scherprüfung ergab eine durchschnittliche Scherfestigkeit von 17 MPa.
5. Bei der Biegefestigkeitsprüfung wurde eine durchschnittliche Biegefestigkeit von 140 MPa ermittelt.
6. Im Biegemodul-Test wurde ein durchschnittlicher Biegemodul von 22,310 MPa ermittelt.

Die Resultate wurden mit den mechanischen Eigenschaften anderer Hölzer und Holzprodukte verglichen. Dabei zeigte das Scrimber-Komposit in mehreren Eigenschaften, einschließlich Druckfestigkeit, Zugfestigkeit und Scherfestigkeit, überlegene Leistungen. Im Vergleich zu solidem Pappelholz und anderen Pappel-basierten Produkten, zeigte das Scrimber-Komposit eine deutlich höhere Biegefestigkeit und Elastizitätsmodul.

Fazit

Pappeln sind aufgrund ihres schnellen Wuchses in der Nutzholzindustrie sehr beliebt und dienen als Holzlieferant für Papier, Brennholz und Energiegewinnung. Sie sind auch als Pioniergehölze zur Bepflanzung von vegetationsarmen Flächen bekannt. Pappeln können beachtliche Höhen erreichen und das Wurzelwerk junger Pappeln dringt tief ins Erdreich vor. Trotz ihrer Nutzbarkeit ist die Schwarzpappel eine bedrohte Art in Mitteleuropa und Deutschland.

Die verschiedenen Pappelarten weisen ein unterschiedliches Aussehen auf und besitzen unterschiedliche Kronenformen. Pappeln können mehrere hundert Jahre alt werden, wobei die Zitterpappel und Graupappel ein Alter von bis zu 150 Jahren erreichen. Forschungen zeigen, dass Pappeln sich aktiv gegen Pilze wehren können.

Das Pappelholz findet vielfältige Anwendung in der Industrie, von der Herstellung von Prothesen bis hin zur Papierproduktion. Es ist bekannt für seine feine Maserung und geringes Schwinden bei der Trocknung. Dennoch ist es anfällig gegen Witterungseinflüsse und Pilz- und Insektenbefall. Forschungen zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit von Pappelholz wurden durchgeführt, um den Wert und die Nutzung dieses schnell wachsenden Holzes in der Bauindustrie zu erhöhen (Stichwort: „Scrimber“). Trotz seiner Anfälligkeit ist Pappelholz leicht zu pflegen und seine natürliche Schönheit kann durch die Verwendung von Holzwachsen oder Holzölen erhalten bleiben.