Inwieweit können Faserverlauf, Nuttiefe und die Ausformung des Nutgrundes das Vorkommen von Rissen in der Mittellage eines Dreischichtparketts auf Fußbodenheizung beeinflussen?
Nicht immer liegt es an der Qualität der Verleimung
Die Überschreitung der empfohlenen Oberflächentemperatur von Parkett auf Fußbodenheizungen kann zu größeren Fugen, konkaven Schüsselungen und Oberflächenrissen führen. Bei mehrschichtigem Parkett kann es zusätzlich zu Delaminierungen innerhalb oder auch zwischen den Schichten kommen. Drei Versagensmechanismen sind bekannt:
Versagen der Verklebung. Erkennbar an einem relativ glatten Bruch zwischen den Schichten.
Ausriss des Holzes unter der Nutzschicht. Auf der Unterseite der Nutzschicht ist in diesem Fall ein Belag mit Holzfasern oder Holzpartikeln erkennbar.
Risse im Holz unter der Nutzschicht. Auf der Unterseite der Nutzschicht ist in diesem Fall ein großflächiger Belag aus relativ intakt erscheinendem Holz vorhanden. Diese Art der Risse wird auch Spalter genannt.
Bei welchen klimatischen Bedingungen solche Delaminierungen in mangelfrei verlegtem Material vorkommen dürfen, ist nicht definiert. Es bleibt daher den Sachverständigen überlassen, ob sie bei Delaminierungen, die bereits bei geringer Überschreitung der empfohlenen Klimabedingungen auftreten, von einer Folge einer Übertrocknung oder aber von einem mangelhaften Material ausgehen. Es entspricht in jedem Fall der Verbrauchererwartung, dass solche kaum reparablen Schäden nicht bereits bei einer geringfügigen, sondern erst bei deutlichen Überschreitungen der empfohlenen Klimabedingungen auftreten. Bekanntermaßen gibt es mehrschichtige Parkette, die kaum zu Delaminierungen neigen, auch wenn die empfohlenen Klimabedingungen deutlich überschritten werden. Es gibt also offensichtlich Einflussfaktoren bei der Herstellung und/oder Verlegung von mehrschichtigem Parkett, welche die Neigung zu Delaminierungen verringern.
Anlass der Untersuchungen war ein Schadensfall, bei dem ein Verdacht vorlag, dass die spezielle Geometrie der Parkettelemente einen Einfluss auf die Delaminierung hatte. Es waren quadratische Kassetten auf einer Fußbodenheizung verklebt worden, wobei die Faserrichtung der Decklage nicht kantenparallel, sondern diagonal verlief. Viele der Kassetten zeigten im Gebrauch Risse/Spalter in der mittleren der drei Schichten, die letztendlich zu einem vollständigen Austausch des Bodens führten. Im Rahmen einer am Fraunhofer WKI erstellten Diplomarbeit wurde an einem dreischichtigen Parkett ganz allgemein (ohne weiteren Bezug zu dem genannten Schadensfall) untersucht, welchen Einfluss ein nicht kantenparalleler Faserverlauf mit verschiedenen Nutvarianten haben kann.
Ein handelsübliches dreischichtiges Parkett mit 6 mm Eichendeckschicht wurde in Quadrate mit einer Kantenlänge von 90 mm geschnitten und mit verschiedenen Nutvarianten versehen. Der Faserverlauf der Deckschicht verlief diagonal. Als Referenz wurde die 8 mm tiefe Nutvariante auch mit kantenparallelem Faserverlauf hergestellt (Abbildung 1 Seite 36).
Neben vier verschiedenen mit rechtwinkligem Nutgrund ohne Vorschneider gefrästen Nuttiefen von 0 mm (ohne Nut), 4 mm, 6 mm und 8 mm wurde auch eine Variante mit 9 mm tiefer Nut, jedoch rundem Nutgrund, hergestellt (Abbildung 2 Seite 36). Pro Variante wurden vier Proben gefertigt. Es wurde darauf geachtet, dass die verschiedenen möglichen Jahrringlagen bei alle Varianten gleichmäßig vertreten waren.
Vier Proben pro Nutvariante wurden mit einem für Fußbodenheizungen ausgelobten Klebstoff auf Fliesen geklebt. Nach einer Woche Wartezeit wurden die Proben stufenweise verschärften Klimaten ausgesetzt (Tabelle 1).
Nach jeder Klimastufe/Temperatur wurden alle Proben auf vorhandene Risse in der Mittelschicht inspiziert.
Ergebnisse
Parkettkassetten mit diagonalem Faserverlauf weisen zwei kritische Ecken auf. Nur die Ecken, die quer zur Faserrichtung liegen, sind tatsächlich beansprucht. In der Untersuchung waren daher bei vier Proben pro Parameter acht mögliche Ausgangspunkte für Risse vorhanden. In der Tabelle auf Seite 36 ist dargestellt, bei welchem Klima an wie vielen dieser acht möglichen Ecken Risse vorhanden waren. Erste Risse in der Mittelschicht (Abbildung 4, Seite 38) traten im Klima 20 °C/15 % relativer Luftfeuchte (RH) bei allen Proben mit rechtwinkligem Nutgrund und diagonalem Faserverlauf auf. Je tiefer die Nut war, desto häufiger wurden Risse beobachtet. Proben ohne Nut und Proben mit rundem Nutgrund zeigten selbst nach Lagerung bei 40 °C/11 % RH keine Risse. Die Proben mit kantenparallelem Faserverlauf und 8 mm tiefen Nuten zeigten deutlich weniger Risse als 8 mm tief genutete Proben mit diagonalem Faserverlauf.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass geometrisch wirksame Faktoren wie Faserverlauf, Nuttiefe und die Ausformung des Nutgrundes einen deutlichen Einfluss auf das Vorkommen von Rissen in der Mittellage eines Dreischichtparketts haben.
Bei einem diagonalen Faserverlauf müssen die Schwindverformungen der über die Nut hinausstehenden Deckschicht an den quer zur Faserrichtung vorhandenen Ecken in der Spitze der Nut durch einen anfänglich sehr kleinen Querschnitt (theoretisch unendlich klein) aufgenommen werden (Abbildung 5). Es kommt daher an der vordersten Spitze der Nut zu Spannungsspitzen, welche die Spaltfestigkeit des Holzes übersteigen können. Bei allseits genuteten Kassetten mit kantenparallelem Faserverlauf ist der schwindende Querschnitt nur um die Nuttiefe größer als der Querschnitt, der die Schwindverformungen verhindern soll.
Der deutliche Vorteil eines runden Nutgrundes gegenüber dem üblichen eckigen Nutgrund kann ebenfalls auf die Vermeidung von kritischen Spannungsspitzen zurückgeführt werden. Selbst mittels relativ kleinen Rundungen lassen sich die Spannungen auf eine größere Fläche verteilen und in tiefere Schichten verlagern, was zu wesentlich unempfindlicheren Konstruktionen führt.
Bei Parkettkassetten mit diagonalem Faserverlauf sollte daher eine möglichst geringe Nuttiefe gewählt werden. Ein runder Nutgrund ist empfehlenswert. Wenn mit Fremdfedern gearbeitet wird, könnten auch zwei Tropfen Klebstoff an den kritischen Ecken diese Schadensursache verhindern, da die Feder dann einen Verbund zwischen den Lagen herstellt und zu einer Beanspruchung wie bei einem Element ohne Nut führt.
Ganz allgemein zeigen die Untersuchungen, dass es bei Delaminierungen von Mehrschichtparketten auf Details ankommen, und dass die pauschale Diagnose Untertrocknung in manchen Fällen kritisch hinterfragt werden kann.Dirk Lukowsky dirk.lukowsky@wki.fraunhofer.de