Die Studie untersucht die Entwicklung und Leistungsfähigkeit modifizierter Glutinklebstoffe für den Einsatz im konstruktiven Holzbau, insbesondere zur Verklebung von eingeklebten Stäben (Glued-in Rods, GiR). Vor dem Hintergrund der zunehmenden Nachfrage nach nachhaltigen, biobasierten Alternativen zu petrochemischen Klebstoffen rücken Glutinklebstoffe aufgrund ihrer natürlichen Herkunft und historischen Nutzung wieder in den Fokus. Ihre Anwendung im strukturellen Bereich war bislang jedoch durch unzureichende Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und erhöhten Temperaturen limitiert.
Um diese Schwächen zu überwinden, wurden verschiedene Modifikationsstrategien erprobt. Dazu zählten die Reduktion des Wassergehalts, die Zugabe von Füllstoffen wie Kreide oder Sägemehl sowie die Verwendung phenolischer Vernetzer wie Tanninsäure und Gallussäure. Die mechanischen Eigenschaften der modifizierten Klebstoffe wurden auf drei Skalen getestet: in Lap-Shear-Proben, in mittelgroßen und in großformatigen GiR-Verbindungen.
Die Ergebnisse zeigen, dass einige der modifizierten Glutinklebstoffe – insbesondere die Formulierungen M31 (Kreide + Gallussäure) und M35 (Kreide + Tanninsäure) – unter moderaten klimatischen Bedingungen (45 °C, 50–65 % relative Luftfeuchtigkeit) Scherfestigkeiten von über 6 MPa erreichten. Diese Werte liegen im Bereich konventioneller Epoxidharzklebstoffe, die als Referenz dienten. Unter extremen Bedingungen (60 °C, 85 % r.F.) kam es jedoch zu einem deutlichen Festigkeitsverlust, wobei der Versagensmodus von Holzversagen zu adhäsivem Versagen wechselte.
Die Studie zeigt zudem, dass die Klebschichtdicke, die Holzart der eingeklebten Stäbe (Buche, Eiche, Esche) sowie deren Oberflächenstruktur (glatt oder geriffelt) die Festigkeit der Verbindungen beeinflussen. Esche erwies sich als besonders leistungsfähig. Die modifizierten Glutinklebstoffe zeigten unter moderaten Bedingungen eine vergleichbare Performance zu Epoxidharzen, jedoch mit Einschränkungen bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
Insgesamt belegt die Untersuchung, dass durch einfache, kostengünstige Modifikationen die hygrothermische Stabilität von Glutinklebstoffen signifikant verbessert werden kann. Für Anwendungen im konstruktiven Holzbau unter gemäßigten klimatischen Bedingungen stellen diese Klebstoffe eine vielversprechende, nachhaltige Alternative dar.
Kolbe, J.;Koesling, S.; Steinberg, T.; Haupt, J.; Schröder, L.; Vallée, T.; Grunwald, C. (2026) Modified glutine adhesives for structural bonding of glued-in rods in timber engineering. International Journal of Adhesion and Adhesives, Volume 144.
