Schneller und umweltfreundlicher bauen
Universität empfiehlt Holz-Beton-Verbund
Jens Frohnmüller (l.) und Prof. Dr. Werner Seim begutachten den Langzeitversuch der Deckenelemente aus dem Holz-Beton-Verbund.
Foto: Universität Kassel
Kassel (ABZ). – Wissenschaftler der Universität Kassel haben gemeinsam mit Projektpartnern eine neuartige Schnellklebtechnik für Holz und Stahlbetonfertigteile entwickelt. Dadurch sparen die Ausführenden beim Bau von Deckensystemen für Wohn- und Bürogebäuden nicht nur Zeit, sie können diese auch unabhängig von der Außentemperatur kleben.
Gebäudedecken werden üblicherweise aus frischem Stahlbeton gegossen. Dieser ist sehr günstig aber schlecht für die Umwelt. Die Betonherstellung verursacht Milliarden Tonnen CO2-Emissionen jährlich. Zudem ist es schwierig, nassen Beton zu verbauen, da der Frischbeton unter anderem unerwünschte Feuchtigkeit in die Konstruktion einträgt.
Wie es durch eine Klebtechnik effizienter geht, haben Forscher der Universität Kassel gemeinsam mit Partnern im Projekt "SpeedTeCC" herausgefunden. Bei der neu entwickelten Schnellklebtechnik werden Holzbalken mit Betonfertigteilen verbunden. Die Betonplatte liegt dabei flächig auf den Balken. Durch das eingearbeitete Holz benötige man bis zu 70 % weniger Beton, um eine Gebäudedecke herzustellen.
Neu ist die Verbundmethode: Dafür verwenden die Forscher ein Metallgitter, das zwischen die Klebefugen von Holz und Betonfertigteil gelegt wird. An beiden Enden des Metallgitters wird Strom angeschlossen, sodass die Verbundfuge gezielt erhitzt und verklebt wird.
Diese Vorgehensweise macht das Verfahren besonders praxistauglich, versprechen die Experten. "Auf der Baustelle ist es oft kalt, Bauteile können so nicht gut verklebt werden. Unser Ziel war ein einfaches, handhabbares Verfahren für die Praxis", erläutert Jens Frohnmüller vom Fachgebiet Bauwerkserhaltung und Holzbau der Universität Kassel. "Durch das 'SpeedTeCC'-Verfahren sind wir nicht mehr abhängig von der Außentemperatur. Damit ist das Verkleben von Holz und Betonfertigteil auch bei niedrigen Temperaturen möglich."
Frohnmüller hat das Projekt gemeinsam mit dem Fachgebietsleiter Prof. Dr. Werner Seim betreut. Das Verfahren kann auf der Baustelle viel Zeit sparen. Verwenden Mitarbeiter Betonfertigteile, können sie ein Haus zudem in sehr kurzer Zeit bauen. Stahlbeton hingegen muss erst einmal aushärten und trocknen.
Die Forscher begannen damit, kleine Proben für die statistische Auswertung zu nehmen. Diese wurden dann bei jedem Versuch größer, um die Tragfähigkeit und die Dauerhaftigkeit des Klebeverbundes zu prüfen. Mithilfe dieser Versuche konnten die Forschenden laut eigener Aussage sicherstellen, dass der Klebeverbund zwischen Holz und Beton nicht nur kurzfristig, sondern über die gesamte Lebensdauer des späteren Gebäudes hinweg beständig bleibt.
"Das i-Tüpfelchen sind unsere 1:1-Deckenversuche", betont Frohnmüller. "Wir haben zwölf Deckenelemente mit unserer neuen Methode hergestellt." Die einzelnen Bauteile waren 6 m lang und 1,3 m breit und der Versuch gelang: Die Bauteile hätten bei den Tests zu Trag-, Verformungs- und Schwingungsverhalten überzeugt. Damit sei belegt, dass sich die Schnellklebtechnik für den mehrgeschossigen Holzbau eigne, erläuterten die Experten.
Die neue Schnellklebtechnik für Holz-Beton-Verbundelemente soll möglichst schnell Eingang in die Praxis finden. "Mit dem Folgeprojekt möchten wir das Verfahren weiter in Richtung Marktreife und in die Serienproduktion bringen", teilt Frohnmüller mit.
Dabei soll der Fokus auf einer möglichst einfachen und robusten Herstellungsmethode liegen.
An "SpeedTeCC" hat die Universität Kassel gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig, dem Institut für Füge- und Schweißtechnik (IFS) und dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) geforscht.
