Planen mit Hartholz: Was ist damit gemeint?

Die Planung mit Hartholz ist nicht nur eine ästhetische Wahl. Es handelt sich um eine technische Entscheidung, die direkten Einfluss auf die mechanische Festigkeit, Werkstoffdichte, Haltbarkeit und das Verhalten der Schrauben hat.

Ohne eine sorgfältige Prüfung kann der Einsatz von Hardwood im Bauwesen zu einem Problem werden. Standardschrauben, insbesondere solche aus unbehandeltem Stahl oder mit breiter Teilung, dringen nur schwer in hochdichte Holzarten, wie Buche, Eiche oder Esche, ein.
Das Risiko bei Standardschrauben? Gebrochene Schrauben oder eine unzuverlässige Befestigung.

Dichter, stabiler, oftmals lokal: Harthölzer spielen in vielen architektonischen Bereichen eine entscheidende Rolle, vom nordamerikanischen Holzrahmenbau bis zu traditionellen europäischen Dächern. Gerade aufgrund ihrer kompakten Zellstruktur beanspruchen sie die Befestigungsmittel besonders.

Daher müssen Holzbauschrauben abhängig von der Holzart ausgewählt und geprüft werden. Dieser konkrete Anspruch ist Ausgangspunkt für das Hardwood-Sortiment von Rothoblaas: Schrauben, die auch bei hohem Säuregehalt oder in Gegenwart von korrosiven Tanninen eindringen, sich verankern und eine lange Lebensdauer aufweisen.

Hartholz: technische Merkmale und Festigkeit

Der Begriff Hartholz bzw. Hardwood bezieht sich nicht nur auf die Härte der Oberfläche, sondern auch auf langsam wachsende Laubbaumarten mit kompakterer Holzstruktur. Bei gleichem Volumen bieten sie höhere Druck-, Biege- und Scherfestigkeit.
Diese Komplexität macht sich bereits in der Produktionskette bemerkbar: Bereits in der forstwirtschaftlichen Phase, von der Ernte bis zum Transport, werden besonders leistungsstarke Mittel und Ausrüstungen benötigt. Die Stämme haben eine größere Masse und müssen sowohl beim Fällen als auch beim Bewegen sorgfältig behandelt werden.
Die höhere Dichte wirkt sich auf die Verarbeitung im Sägewerk und in der Schreinerei aus: Zum Schneiden, Hobeln und Bohren sind stärkere Werkzeuge mit Hochleistungsantrieben und speziellen Sägeblättern erforderlich.

Dichte der wichtigsten europäischen Harthölzer (in kg/m³):

• Eiche (Oak): 700–900

• Buche (Beech): 720–800

• Esche (Ash): 680–750

Zum Vergleich: Eine Fichte hat eine Dichte von etwa 450 kg/m³.

Diese Werte erklären, warum Harthölzer zwar belastbarer sind, aber auch eine Herausforderung darstellen: Wenn der Zeitpunkt der Befestigung gekommen ist, muss die Schraube beim Eindrehen einem höheren Drehmoment standhalten.

Holzdichte und Verhalten der Schrauben: Das sagt die Technik

Die Dichte des Holzes ist ein Schlüsselfaktor bei der Planung von konstruktiven Verbindungen.

Im Bereich über 700 kg/m³ – zu dem Buche, Eiche, Iroko, und viele tropische Hölzer gehören – führt die Verwendung von Standardschrauben zu Verformungs- oder Dichtheitsproblemen. Aus diesem Grund hat Rothoblaas eine Reihe von Bauschrauben für Harthölzer entwickelt, die ein reibungsloses Eindringen, ein kontrolliertes Drehmoment und die sichere mechanische Befestigung selbst bei Hölzern über 1000 kg/m³ gewährleisten.
Das Ergebnis ist ein Verbindungssystem, bei dem Vorbohrungen oftmals überflüssig sind und das selbst bei sehr harten Holzarten dauerhaft leistungsfähig bleibt.

Hartholz und seine Verwendung in der heutigen Zeit

Europa

• Mittelitalien, Balkan, Österreich, Schweiz: Eiche, Kastanie und Buche werden häufig für Dächer, Pergolen und Hybridkonstruktionen verwendet. Oft handelt es sich dabei um lokale Werkstoffe, die von regionalen Lieferketten verarbeitet werden.

Nordeuropa

• Schweden, Finnland und Deutschland verwenden sie auch für Wohnhäuser und für sichtbare tragende Bauteile.

Nordamerika

• In den USA kommen Arten wie Roteiche oder Weißeiche und Esche in „Oak-Frame-Housing-Projekten zum Einsatz.

Asien

• In Indonesien, auf den Philippinen, in Indien und Vietnam werden harte Tropenhölzer verwendet, oftmals für hochwertige Projekte oder solche, bei denen tragende Bauteile aus recyceltem Hartholz zum Einsatz kommt.

Darum benötigt Hartholz spezielle Schrauben

Die Befestigung von Harthölzern birgt einige technische Herausforderungen: Aufgrund ihrer hohen Dichte gestaltet sich das Einsetzen der Schrauben schwieriger und erfordert ein höheres Drehmoment. Hierdurch besteht die Gefahr, dass das Holz versagt oder reißt. Das Standardgewinde ist nicht für derartige Bedingungen ausgelegt. Dies führt zu Komplikationen, wie beispielsweise zur Notwendigkeit von Vorbohrungen oder dem Verlust der Dichtigkeit im Laufe der Zeit. Darüber hinaus haben viele Hardwoodarten einen sauren pH-Wert, der bei unsachgemäßer Behandlung die Korrosion herkömmlicher Schrauben beschleunigt.

Deshalb hat Rothoblaas ein Sortiment spezifischer Schrauben für Harthölzer entwickelt, das sich durch optimierte Geometrien, verstärkten Stahl (AISI 410) und Leistungsprüfungen an verschiedenen Holzarten auszeichnet.

Die Rolle des pH-Werts bei Harthölzern: ein oftmals vernachlässigter chemischer Faktor

Viele Harthölzer, insbesondere Buche, Eiche und einige Tropenhölzer, weisen einen pH-Wert unter 4 auf. Dieser Wert deutet auf einen starken natürlichen Säuregehalt hin, der auf Tannine, Phenole und andere organische Verbindungen zurückzuführen ist.

Ein pH-Wert unter 4 kann die galvanische Korrosion beschleunigen, wenn die Standardschrauben nicht angemessen behandelt oder beschichtet sind. Dieses Phänomen ist besonders wichtig in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit (z. B. bei einer Nutzungsklasse 3), in denen der Säuregehalt des Holzes die Lebensdauer der Befestigungen beeinträchtigen kann.

Die Rothoblaas-Schrauben für Hartholz sind für den Einsatz unter trockenen Bedingungen konzipiert, da hier der Säuregehalt des Holzes keinen Einfluss auf die Korrosion hat. In feuchten Umgebungen oder bei Anwendungen, die eine höhere Korrosionsbeständigkeit erfordern, beispielsweise bei Hölzern mit saurem pH-Wert, bieten Schrauben aus Edelstahl AISI 410 (SHS AISI 410) einen optimalen Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit und mechanischer Leistung. Dabei müssen jedoch Umgebungen mit Chloridquellen, z. B. in Meeresnähe, vermieden werden.

Die Schrauben von Rothoblaas für Harthölzer

HBS HARDWOOD

Holzbauschraube mit Zylinderkopf, Diamantspitze und Gewinde mit hohem Durchzug. Optimiert für das direkte Einsetzen ohne Vorbohrung in Hölzer bis 780 kg/m³.

Anwendungen: Balken, Pfetten, sichtbare tragende Bauteilanschlüsse
Zum technischen Datenblatt

VGZ HARDWOOD

Bauschraube mit verdecktem Kopfabschluss, doppeltem Gewinde und sehr hoher axialer Festigkeit. Ideal für Scherverbindungen an Querschnitten mit hoher Spannung.

Anwendungen: Hauptträger, verdeckte Verbindungen, Wandanschlüsse
Zum technischen Datenblatt

LBS HARDWOOD / LBS HARDWOOD EVO

Die Schrauben LBS HARDWOOD und LBS HARDWOOD EVO garantieren hohe Leistung auch in Harthölzern mit hoher Dichte, wie Buche LVL (>1000 kg/m³). Für eine optimale Befestigung verfügen beide über fortschrittliche Geometrien und Technologien der neuesten Generation. Dabei bietet die Version EVO mit ihrer aggressiveren Spitze und dem optimierten Gewinde eine verbesserte Leistung bei Holz-Metall-Verbindungen und garantiert ein schnelles Einsetzen sowie hervorragenden mechanischen Halt.

LBS HARDWOOD
RUNDKOPFSCHRAUBE FÜR LOCHBLECHE FÜR HARTHÖLZER

Die Schraube LBS HARDWOOD wurde speziell für Anwendungen auf Harthölzern entwickelt: Dank der speziellen Spitze mit geprägten Spaltelementen erweist sie sich als ideal für Hölzer mit hoher Dichte. Mit ihrer ETA-11/0030 Zertifizierung ermöglicht sie die direkte Montage ohne Vorbohrung bei Hölzern bis zu einer Dichte von 800 kg/m³. Sie ist für statisch tragende Verbindungen zugelassen, bei denen die Schraube in jede Faserrichtung beansprucht wird und eignet sich daher für zahlreiche Befestigungskonfigurationen.

Sie besteht aus Kohlenstoffstahl mit galvanischer Verzinkung und ist ideal für den Einsatz auf Massivholz, Brettschichtholz, Holzwerkstoffplatten (wie BSP, LVL, Beech LVL) und Hartholz mit hoher Dichte, wie Buche, Eiche, Zypresse, Esche, Eukalyptus, Bambus. Ihre Festigkeit wurde ebenfalls an Hölzern mit hoher Dichte, wie Buchen-Furnierschichtholz (LVL), anhand von Prüfungen und Zertifizierungen bestätigt.

Anwendungen: Stahlplatten, Hybridsysteme, Konstruktionen mit veredelten Bauhölzern, Hölzer mit hoher Dichte.
LBS HARDWOOD

LBS HARDWOOD EVO
RUNDKOPFSCHRAUBE FÜR LOCHBLECHE FÜR HARTHÖLZER

LBS HARDWOOD EVO ist eine Schraube für Anwendungen auf Harthölzern mit einer C4 EVO Beschichtung, deren Korrosionsbeständigkeit vom Research Institutes of Sweden - RISE zertifiziert ist. Diese Beschichtung eignet sich besonders für Holzer mit einem pH-Wert über 4, wie Tanne, Lärche und Kiefer. Die C4 EVO-Beschichtung garantiert hervorragende Festigkeit auch in anspruchsvollen Umgebungen und garantiert hohe Leistungen bei moderaten Witterungsbedingungen.

Wie die „Standard“-Version verfügt die LBS HARDWOOD EVO über eine Spitze mit geprägten Spaltselementen, die ein direktes Verschrauben auf hochdichtem Holz ohne Vorbohrung ermöglicht. Die ETA-11/0030 Zertifizierung bestätigt die Zuverlässigkeit für statisch tragende Verbindungen, bei denen die Schraube in jede Faserrichtung beansprucht wird.

Anwendungen: Stahlplatten, Hybridsysteme, Konstruktionen mit veredelten Bauhölzern, Holz-Stahl-Verbindungen, Massivholz- und LVL-Konstruktionen.

LBS HARDWOOD EVO

SHS AISI 410
Dank der besonderen Merkmale des martensitischen Edelstahls AISI 410 ist diese Schraube ideal für Anwendungen im Außenbereich, insbesondere auf Harthölzern, die feuchten Umgebungen ausgesetzt sind. Der kleine Kopf und das leistungsstarke Gewinde garantieren einen perfekten Sitz der Schraube in Hölzern mit geringer Stärke.
Anwendungen: Kleine Konstruktionen im Außenbereich, Arbeiten in feuchter Umgebung, bei denen Korrosionsbeständigkeit entscheidend ist.

Zum technischen Datenblatt

Gründe für die Nutzung auf Weichholz

Häufig wird fälschlicherweise angenommen, dass die Schrauben für Hardwood für gängige Hölzer überdimensioniert sind. Tatsächlich

• bieten sie höhere mechanische Leistung. Somit werden weniger Schrauben benötigt, um die gleiche Festigkeit zu erzielen;

• beschleunigen sie die Montage (reibungsloses Einsetzen ohne Versagen).

Ergebnis: Weniger Teile, weniger Abfall, mehr Effizienz auf der Baustelle.

Ein Beispiel für Hardwood-Architektur mit HBSH und LBSH

Begawan Biji, ein Restaurant in Payangan (Bali), umgeben von einem Wald und einem Permakultur-Garten, wurde mit einem tropischen „Iron Wood“ gefertigt, für dessen Verbindung lediglich 750 LOCKT-, HBSH- und LBSH-Befestigungen zum Einsatz kamen.

Hardwood-Schrauben, auch wenn das Holz nicht Harwood ist

Nicht nur bei Arbeiten mit Eiche oder Teak, die zu den beliebtesten Hölzern im Bauwesen zählen, lohnt sich eine Investition in leistungsstarke Schrauben. Sie werden überall dort benötigt, wo bauliche Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und Produktivität auf der Baustelle gefragt sind.

Aus diesem Grund hat Rothoblaas spezifische Festigkeitsdaten für jede Holzart sowie Vergleichstests zwischen Hardwood und Softwood bereitgestellt.

Wählen Sie die beste Schraube für Ihr Projekt Zu den weiterführenden Informationen

Technische Quellen

1. EN 1995-1-1 Eurocode 5, Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken
   Erfordert den Nachweis der mechanischen Kompatibilität zwischen Befestigungen und Untergründen abhängig von der Holzart, unter besonderer Berücksichtigung von Festigkeits- und Tragfähigkeitswerten.

2. ETA – European Technical Assessment, Leitlinien für die Zertifizierung von Schrauben
   Die Schrauben müssen auf ihren Einschraub- und Ausziehwiderstand wie auch auf ihre Scherfestigkeit geprüft werden. Das Verhalten von Harthölzern kann um bis zu 40 % von dem der Weichhölzer abweichen.

3. EN 14592, Verbindungsmittel für Holzkonstruktionen
   Enthält Angaben zu Korrosion, Anforderungen an die Dauerhaftigkeit und Prüfungen für aggressive Bedingungen (u. a. niedriger pH-Wert und Vorhandensein von Tanninen).