Die Härte von Holz ist nicht nur bei der Be- und Verarbeitung wichtig, auch Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit des Bauteils hängen mit ihr zusammen.
Die Härte von Holz spielt weniger im konstruktiven Holzbau als vielmehr im Innenausbau und Möbelbau eine Rolle. Denn nur, wenn Holz einer täglich wechselnden Belastung durch Begehen oder durch das Abstellen von Gegenständen ausgesetzt ist, zeigt sich in Form von mehr oder weniger tiefen Eindruckstellen oder oberflächlichen Abnutzungen der große Vorteil der harten Hölzer. Bei der Holzhärte handelt es sich genauer gesagt um die Druckfestigkeit, also der Fähigkeit des Holzes, einer auf einer definierten Fläche einwirkenden Kraft einen möglichst hohen Widerstand entgegenzusetzen.
Wie wird die Holzhärte bestimmt?
Für den Laien ist die Sache klar: Die Weichen sind die Nadelhölzer wie Fichte, Tanne, Kiefer, bei allen Laubhölzern wie Buche, Eiche, Ahorn handelt es sich um Harthölzer. Zur ersten Orientierung reicht diese Einordnung, etwa bei der Frage, ob man einen Bodenbelag aus Kiefern- oder Buchenholz wählen soll. Steigt man allerdings genauer ein, liegen die Dinge komplexer, denn es gibt durchaus harte Nadel- wie weiche Harthölzer. Die Pappel zum Beispiel ist ein Laubholz, die aber zu den Weichhölzern zählt.
Darrgewicht
Eine wichtige Größe bei der Unterscheidung zwischen Hart- und Weichholz ist das sogenannte Darrgewicht. Das beschreibt die Masse des Holzes mit 0 % Feuchtegehalt, teilt man es durch eine Volumeneinheit, erhält man die Darrdichte des Holzes. Diese wiederum ist von jeder Holzart seine jeweils geringstmögliche Dichte und deshalb gut zu vergleichen. Die Grenze zwischen Hart- und Weichholz liegt im Darrzustand bei 550 kg pro Kubikmeter – alles darunter gilt als Weichholz, alles darüber als Hartholz. Die Darrdichte überschreitet bei einigen Hölzern die 1000er-Marke – die sind damit dichter als Wasser und gehen deshalb darin unter. In diesem Zusammenhang spricht man gemeinhin von Eisenholz, aber dieser Begriff wird oft sowohl für einzelne Hölzer als auch als Sammelbegriff verwendet.
Berechnung nach Brinell
Die Holzhärte wird auch oft durch die sogenannte Brinellhärte definiert. Brinell war ein schwedischer Ingenieur, der ein Prüfverfahren zur Härteklassifizierung von Werkstoffen entwickelt hat. Beim Brinellverfahren wird eine Kugel aus Sinterhartmetall mit einer definierten Kraft über eine definierte Zeitdauer auf die Holzoberfläche gedrückt. Es entsteht ein mehr oder weniger ausgeprägter Abdruck im Holz. Über eine Formel, in die die Prüfkraft, der Kugeldurchmesser und der Durchmesser des entstandenen Abdrucks eingehen, lässt sich die Brinellhärte des Holzes bestimmen und in der Einheit N/mm (Newton pro Quadratmillimeter) ausdrücken. Je höher dieser Wert ist, desto härter ist das Holz. In Tabellen werden die Holzarten dann in weiche, mittelharte und harte eingeteilt.
Tabelle: Brinellhärten ausgewählter Holzarten
weiche Hölzer (-20 N/mm 2 ):
Fichte: 12-14
Kiefer: 17-19
Douglasie: 19
Lärche: 20
mittelharte Hölzer (-30 N/mm 2 ):
Birke: 23-27
Ahorn: 27 (europäischer Ahorn)
Nussbaum: 27-56
Teak: 28-36
harte Hölzer (+ 30 N/mm 2 ):
Eibe: 50
Robinie: 46
Esche: 38
Buche: 34
Eiche: 34
Ipe: 50-60
Garapa: 30-70
Anmerkung:
Je nach Region, in denen die Bäume gewachsen sind und je nach klimatischen Bedingungen haben viele Holzarten eine mehr oder weniger große Spreizung der jeweiligen Brinellhärte.
Wo brauche ich harte Hölzer?
Hölzer mit hohen Druckfestigkeiten kommen vor allem als Bodenbelag zum Einsatz, also etwa in Form von Massivparkett, Holzdielen oder auch als Belag in Pferdeställen. Der Werkstoff Holz wird hier den noch härteren Alternativen wie Naturstein oder keramischen Fliesen aufgrund der gewünschten „warmen“, wohnlichen Optik gewählt. Auch gilt, dass selbst Hartholzböden sich gegenüber den mineralischen Konkurrenten eine gewisse Elastizität und Weichheit bewahren. Typisches Einsatzgebiet für Harthölzer sind die Küchenarbeitsplatten, hier müssen die Leimholzplatten aus Buche oder Eiche natürlich sorgfältig gegen jedwede Feuchteeinwirkung geschützt werden. Auch im Terrassenbereich spielen Harthölzer eine große Rolle.
Im Holzbau hat sich hingegen das Fichten-/Tannenholz als Baumaterial durchgesetzt, obwohl es im Vergleich relativ weich ist. Harthölzer wie Eiche sind einfach zu teuer, zudem ist der Bearbeitungsaufwand um ein Vielfaches höher. Buchenholz wird in Form von Furnierschichtholz (BauBuche) für Stützen und Unterzüge, wenn der Querschnitt bei hohen statischen Beanspruchungen möglichst klein bleiben muss.
Wie werden Harthölzer bearbeitet?
An die Werkzeuge stellt Hartholz bei seiner Bearbeitung ganz besondere Ansprüche. Sägeblätter, Hobelmesser und Bohrer müssen mindestens hartmetallbestückt und am besten neu oder frisch geschärft sein. Die Werkzeuge selbst müssen eine gewisse Leistungsfähigkeit mitbringen: Bei den Handkreissägen ist eine Leistungsaufnahme von 1000 Watt das Minimum, bei Elektrohobeln 800 Watt. Wichtig ist auch die Vorschubgeschwindigkeit: Lassen Sie den Sägeblättern, Bohrern und Messern genügend Zeit, ihr Werk zu tun und bearbeiten Sie Hartholz immer langsam und behutsam. Auch ist es hilfreich, Sägeblätter und Bohrer während der Bearbeitung mit einem Öl zu kühlen, da sie im harten Holz mitunter sehr heiß werden können.
Autor:
Ulrich Wolf
Redaktion ausbaupraxis.de