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Neue Schutzsysteme zur Substituierung von Kreosot für Bahnschwellen, Holzbrücken und Freileitungsmasten
Projektbeschreibung:
In diesem Projektvorhaben haben die Projektpartner für die Anwendungen in Bahnschwellen, Holzbrücken und Holzfreileitungsmaste mögliche Holzschutzmittelalternativen zu Kreosot untersucht. Die Bahnschwellen bildeten den Forschungsschwerpunkt der Universität Göttingen. Kreosot ist eines der ältesten industriell genutzten Holzschutzmittel mit sehr hoher Wirksamkeit in Gebrauchsklasse 4 (im Erdkontakt). Die europäische Gesetzgebung schränkt den Einsatz von Kreosot allerdings stark ein. Nach heutigem Stand der Diskussion über die Verwendung von Kreosot, ist es wahrscheinlich, dass zukünftig ein vollständiges Verbot in Kraft tritt, so dass beispielsweise für Holzschwellen kein geeignetes Holzschutzmittel zur Verfügung steht. Die wissenschaftlichen Ziele des Projektes waren Untersuchungen der biologischen Eigenschaften des imprägnierten Holzes, die Entwicklung und Optimierung von Imprägnierprozessen für Bahnschwellen, Komponenten für Holzbrücken sowie Holzfreileitungsmaste, Untersuchungen der elasto-mechanischen Eigenschaften des imprägnierten Holzes sowie Untersuchungen weiterer für die Einsatzgebiete relevanter Eigenschaften wie z.B. Korrosion sowie elektrische Leitfähigkeit und Untersuchungen von umweltrelevanten Eigenschaften wie z.B. Auswaschung der Holzschutzmittel.
Projektergebnisse:
Die Dauerhaftigkeit der im Projekt verwendeten Schutzmittel wurde in Labor- und Freilandversuchen untersucht. Basierend auf diesen Versuchen wurde für jedes Schutzmittel eine Grenzkonzentration für die verschiedenen Holzarten Buche, Kiefer und Eiche und die verschiedenen Anwendungen (Bahnschwelle, Masten und Brückenelemente) festgelegt, die für die weiterführenden Untersuchungen zur Prozessoptimierung verwendet wurden. Außerdem wurden für die verschiedenen Anwendungen Schutzmittel ausgewählt. Für die Imprägnierung der Bahnschwelle werden ausschließlich ölige Schutzmittel verwendet. Für Masten und Brückenelemente werden sowohl wasserbasierte als auch ölige Schutzmittel verwendet, teilweise auch in einer kombinierten Behandlung (envelope treatment).
In weiteren Untersuchungen wurde die Anpassung und Optimierung der Imprägnierprozesse für Bahnschwellen und Masten untersucht. Für Bahnschwellen aus Buche und Kiefer wurden Imprägnierprozesse entwickelt, die jetzt auch industriell umgesetzt werden sollen. Auch für Masten der Holzart Kiefer wurden Imprägnierprozesse untersucht. Grundsätzlich zeigen die Ergebnisse, dass die Imprägnierung von Masten mit dem verwendeten öligen Schutzmittel möglich ist, die Prozessparameter jedoch weiter angepasst werden müssen. Crude Tall Oil (CTO) Produkte wurden hinsichtlich ihrer Viskosität und ihres Penetrationsverhaltens auf Laborebene untersucht.
Außerdem wurden die Imprägnierung von Lamellen zur Herstellung von Brettschichtholz und die Imprägnierung von Leimbindern untersucht. Insgesamt wurde hinsichtlich der Einbringmenge des Schutzmittels ein zufriedenstellendes Ergebnis insbesondere bei der Imprägnierung der Leimbinder erreicht.
Die Untersuchungen zu den mechanischen und physikalischen Eigenschaften haben gezeigt, dass die untersuchten Schutzmittel die Biegefestigkeit und den Biege-Elastizitätsmodul sowie die Bruchschlagarbeit nicht negativ beeinflussen. Die untersuchten öligen Schutzmittel erfüllen den Grenzwert für den elektrischen Widerstand. Das untersuchte ölige Schutzmittel der Firma Koppers zeigt keinen negativen Einfluss auf die Korrosionserscheinungen an Schwellenschrauben.