DIN 52185 Prüfung von Holz - Bestimmung der Druckfestigkeit parallel zur Faserrichtung

Die Norm „DIN 52185 Prüfung von Holz – Bestimmung der Druckfestigkeit parallel zur Faserrichtung“ des Deutschen Instituts für Normung (DIN) beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Holz parallel zur Faserrichtung anhand kleiner, fehlerfreier Proben. Die nach dieser Norm ermittelten Druckfestigkeitswerte sind nicht ohne Weiteres auf Bauteile übertragbar, da deren Festigkeit von den Abmessungen und der Beschaffenheit des Holzes (Wachstumseigenschaften, Holzfehler) abhängt. Auf ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls wurde in dieser Norm verzichtet.

Im Sinne dieser Norm bezieht sich die Druckfestigkeit auf die maximale Kraft, die unter Druckbelastung im Verhältnis zum ursprünglichen Querschnitt der Probe entwickelt wird.

Zur Ermittlung der Druckfestigkeit von Holz in Faserrichtung werden folgende Prüfmittel benötigt:

• Längenmessgerät (Mikrometer oder ähnliches), das die Bestimmung der Probenabmessungen mit einer Genauigkeit von 0,1 mm ermöglicht.
• Eine Druckprüfmaschine (z. B. eine Druckprüfmaschine oder eine Zugprüfmaschine nach DIN 51 221 oder eine Druckprüfmaschine der Klasse 1 nach DIN 51223 und DIN 51220) ist eine Vorrichtung, bei der eine Probe zwischen zwei flachen, mittig angeordneten gehärteten Stahlplatten zusammengedrückt wird. Mindestens eine der beiden Stahlplatten muss beweglich auf einem kugelförmigen Körper gelagert und in vertikaler Richtung beweglich sein.
• Das Kraftmessgerät muss eine Messung von bis zu 1 Prozent der maximalen Druckkraft ermöglichen.

Zur Ermittlung der Druckfestigkeit sollten möglichst würfelförmige Proben mit quadratischem Querschnitt und einer Kantenlänge von 20 mm verwendet werden. Bei Hölzern mit sehr unregelmäßiger Maserung, insbesondere mit ausgeprägten Wechseldrehwuchsbereichen, sollten nach Möglichkeit größere Querschnittsabmessungen (bis 50 mm Kantenlänge) verwendet werden, um mindestens fünf Jahresringe bzw. Wachstumszonen zu erfassen. Die Länge (Höhe) der Probe in Faserrichtung sollte zwischen 1,5 mm und 3 mm liegen. Die Probenoberflächen sollten so eben und glatt sein, dass eine Maßbestimmung mit einer Genauigkeit von 0,1 mm möglich ist. Die Herstellung sollte in einer klimatisierten Umgebung erfolgen, wobei auf Parallelität gegenüberliegender Flächen, insbesondere Stirnflächen, und Rechtwinkligkeit angrenzender Flächen zu achten ist.

Vor der Prüfung müssen die Proben in feuchter Umgebung bis zur Gewichtskonstanz im Normklima (20 °C ± 1 °C und 65 % ± 3 % relative Luftfeuchtigkeit, gemäß DIN 50014) gelagert werden. In klimatisierter Umgebung gilt die Gewichtskonstanz als erreicht, wenn sich das Probengewicht im 24-Stunden-Takt gegenüber der letzten Wägung um nicht mehr als 0,1 % ändert.

In der Werkstofftechnik und Forstwirtschaft sind standardisierte Prüfverfahren unerlässlich, um die Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit von Holzprodukten im Bauwesen, in der Möbelindustrie und in verschiedenen industriellen Anwendungen zu gewährleisten. Eine dieser grundlegenden Normen ist die DIN 52185. Diese Norm bietet eine strenge Methodik zur Beurteilung der Druckfestigkeit von Holz entlang der Faserrichtung. Obwohl moderne europäische und internationale Normen Elemente dieser Norm übernommen oder ersetzt haben, bleibt die DIN 52185 eine grundlegende Referenz.

Die Norm DIN 52185 wurde geschaffen, um dem Bedarf an einer einheitlichen Methode zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften von Holz unter Druck gerecht zu werden. Druck ist ein entscheidender Faktor für strukturelle Anwendungen wie Balken, Stützen und tragende Elemente in Gebäuden. Vor dieser Norm gab es sehr unterschiedliche Prüfmethoden, was zu Inkonsistenzen bei den Materialeigenschaften und der Sicherheitsbewertung führte.

Obwohl diese Norm nicht offiziell zurückgezogen wurde, schlägt sie einen Übergang zu neuen Normen wie „DIN EN 408 Holzbauwerke – Bauholz und Brettschichtholz – Bestimmung bestimmter physikalischer und mechanischer Eigenschaften“ vor, die auf den ursprünglichen Verfahren aufbauen und diese verbessern. DIN 52185 bleibt jedoch weiterhin bestehen.

Der Hauptzweck dieser Norm besteht darin, die Druckfestigkeit von Holz parallel zur Maserung zu bestimmen. Diese grundlegende mechanische Eigenschaft misst, wie viel Belastung eine Holzprobe unter axialer Kompression aushält, bevor sie versagt. Dieser Test ist wichtig für:

• Strukturelles Design: Ingenieure verwenden Daten, um die sichere Tragfähigkeit von Holzelementen in Brücken, Dächern und Rahmen zu berechnen.
• Qualitätskontrolle: Hersteller stellen die Einhaltung der Bauvorschriften sicher, indem sie die Chargenkonsistenz bei der Holzproduktion beurteilen.
• Forschung und Entwicklung: Wissenschaftler untersuchen Holzartenunterschiede, Verarbeitungseffekte (z. B. Trocknung oder chemische Imprägnierung) und Umwelteinflüsse auf die Festigkeit.

Diese Norm gilt für Massivholzproben, die typischerweise aus Weich- oder Harthölzern gewonnen werden. Sie gilt nicht für technische Produkte wie Sperrholz oder Furnierschichtholz, sofern nicht anders angegeben. Der Schwerpunkt liegt auf der Prüfung entlang der Längsfaserrichtung, die aufgrund der Ausrichtung der Zellulosefasern die stärkste Richtung des Holzes darstellt.

Durch die Standardisierung von Variablen wie Probenabmessungen, Belastungsraten und Bruchkriterien minimiert DIN 52185 experimentelle Fehler und gewährleistet vergleichbare Ergebnisse zwischen Laboren und Ländern.

Die Norm DIN 52185 beschreibt ein einfaches, aber strenges Protokoll für Druckprüfungen, das für Universalprüfmaschinen entwickelt wurde, die üblicherweise in Materiallaboren eingesetzt werden. Dieses Verfahren umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

• Probenvorbereitung: Es werden saubere, einwandfreie Holzproben mit den Maßen 20 mm x 20 mm x 300 mm (Querschnitt x Länge) ausgewählt, wobei die Längen parallel zur Faserrichtung liegen. Die Proben werden in einer Klimakammer auf einen Standardfeuchtegehalt (typischerweise 12 Prozent für Bauholz) gebracht, um die Betriebsbedingungen zu simulieren. Ausgangsmaße und Masse werden genau gemessen.
• Aufbau: Die Probe wird vertikal zwischen die Belastungsplatten einer Prüfmaschine gelegt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Endflächen eben und senkrecht zur Faserrichtung sind. Eine leichte Vorspannung (ca. 1 Prozent der maximal zu erwartenden Belastung) wird aufgebracht, um die Probe sicher zu positionieren.
• Belastung und Prüfung: Die Druckkraft wird mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1 mm pro Minute bis zum Versagen aufgebracht. Dies ist definiert als eine 10-prozentige Abnahme der Belastung nach Erreichen des maximalen oder scheinbaren Knick-/Quetschniveaus. Die Last-Verformungs-Daten werden kontinuierlich aufgezeichnet, um die Spannungs-Dehnungs-Kurve darzustellen. Die Prüfgeschwindigkeit gewährleistet quasistatische Bedingungen und vermeidet dynamische Effekte.
• Berechnung und Bericht: Berechnen Sie die Druckfestigkeit, indem Sie die maximale Belastung durch die ursprüngliche Querschnittsfläche teilen. Die Ergebnisse werden zusammen mit dem Elastizitätsmodul angegeben, sofern dieser aus einer Kurve abgeleitet wurde. Details zu Holzart, Dichte und etwaigen Anomalien sind enthalten.

Um Splittergefahren vorzubeugen, sollten Sicherheitsvorkehrungen wie die Verwendung von Schutzschilden rund um die Maschine getroffen werden.

Die Norm DIN 52185 hat die Holzindustrie nachhaltig beeinflusst, da sie zuverlässige Daten für die Konstruktionsvorschriften für Holzkonstruktionen in Europa liefert. So bestimmen beispielsweise die aus dieser Prüfung abgeleiteten Druckfestigkeitswerte die zulässigen Spannungen in Bauvorschriften und reduzieren so Überkonstruktion und Materialverschwendung.

Diese Norm wird in folgenden Anwendungsbereichen eingesetzt:

• Konstruktion: Zum Nachweis von Brettschichtholzträgern für Holzhochhäuser.
• Möbelproduktion: Damit Tischbeine oder Stuhlgestelle den täglichen Belastungen standhalten.
• Forschung: Vergleichende Studien zu Bäumen tropischer und gemäßigter Klimazonen für eine nachhaltige Ressourcennutzung.

Die DIN 52185 veranschaulicht die Bedeutung präziser, praxisorientierter Normen für Innovation und Sicherheit. Durch die Standardisierung der Druckprüfung nach Struktur ermöglicht sie Ingenieuren, mit Holz sicher zu bauen. Ob im mobilen Sägewerk oder im hochmodernen Forschungslabor – ihre Prinzipien bilden bis heute die Grundlage für die strukturelle Integrität der Welt.

Unser Unternehmen verfolgt seit vielen Jahren die weltweiten Entwicklungen in Wissenschaft und Technik aufmerksam und verfügt über ein kompetentes Team und eine umfangreiche Infrastruktur, um für Unternehmen aller Branchen Prüfungen, Messungen und Analysen in den unterschiedlichsten Bereichen durchzuführen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen nach DIN 52185 „Prüfung von Holz – Bestimmung der Druckfestigkeit parallel zur Faserrichtung“ an.