Verbundwerkstoff für plattenförmige Bauteile (10/2009 – 03/2011)


Demonstrationswand mit unterschiedlich farbigen Holzleichtbeton (HLB)-Platten Quelle: Roland Krippner

Im Rahmen des Projektes bestand die Möglichkeit, die Baustoffwelt der Holz-Zement-Wasser-Mischungen erstmals an der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg zu erforschen. Vorrangiges Ziel der Arbeiten war die baustofftechnologische Untersuchung von Holzleichtbeton (HLB) durch Überprüfung bzw. Verifikation vorhandener Materialkennwerte sowie die Erweiterung um neue Kennwerte. Dabei konnten zum einen die bisherigen positiven mechanischen Eigenschaften von Holzleichtbeton auch in leicht geänderten Mischungszusammensetzungen reproduziert werden. Zum anderen wurden neue Erkenntnisse und Erfahrungen zu funktionalen und konstruktiven Eigenschaften erarbeitet, d.h. vor allem hinsichtlich verbesserten Tragverhaltens bei optimierten Bauteil-Abmessungen und der Bestätigung neuer Anwendungsfelder.

Das Ziel dieser orientierenden Untersuchungen, geeignete Holzleichtbetone mit ausreichenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften für eine praktische Verwendung in plattenartigen Bauteilen zu entwickeln, wurde mit dem Projekt weitgehend erreicht. Holzleichtbetone besitzen aufgrund der hohen Porosität des Holzes Festbetonrohdichten zwischen 800 und 1000 kg/m³. Die in früheren Forschungsarbeiten beschriebenen weichen Frischbetonkonsistenzen von HLB-Mischungen wurden bestätigt. Mit Ausbreitmaßen von 14,4 cm ließ sich Holzleichtbeton gut verarbeiten und verdichten. Es wurden hohe Porositäten von etwa 34 % gemessen. Die HLB-Rohdichten konnten über mehrere Versuche gleichbleibend erreicht werden. Die physikalisch-mechanischen Materialkennwerte bestätigen die Einsatzmöglichkeit des Kompositmaterials für nicht tragende Anwendungen in Gebäuden. In Abhängigkeit der Plattenabmessungen weisen bereits ca. 15 mm dicke Bauteile Biegezugfestigkeiten auf, die eine Lastabtragung infolge Eigenwicht hinreichend ermöglichen.

Die durchgeführten baustofftechnologischen Untersuchungen bestätigen die Eignung von Holzleichtbeton als Material für plattenförmige Bauteile. Eine Anwendung als Wandbekleidung oder der Einsatz als Decken-element ist mit Einlage einer textilen Bewehrungslage möglich. Durch Einsatz von künstlichen Kurzfaserbewehrungen, aber auch mit textilen Bewehrungseinlagen kann die Biegezugfestigkeit gesteigert werden. Dies erhöht zusätzlich die Kanten- und Formstabilität der Platten. Da die Materialeigenschaften eines Baustoffs ein sehr breites Spektrum umfassen und durch die dargestellten Untersuchungen nur Teilaspekte geklärt werden konnten, sind jedoch auch hinsichtlich der Verbesserung der statistischen Eigenschaften anknüpfende Folgeprojekte erforderlich. 

Die experimentellen Arbeiten an verschiedenen Einsatzmöglichkeiten im Wand- bzw. Deckenbereich (Büro- bzw. Schulklassenraum) zeigen ein vielfältiges Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten mit plattenförmigen Bauteilen aus Holzleichtbeton. Auch lässt sich anhand der hergestellten Musterplatten belegen, dass das Kompositmaterial für Bekleidungen gut mit den unterschiedlichen marktgängigen Unterkonstruktionen, Befestigungsprinzipien und Fügungstechniken zu verarbeiten ist.

Abschlussbericht

Bearbeiter

Prof. Dr.-Ing. Roland Krippner (Projektleiter)
Fakultät Architektur
Technische Hochschule Nürnberg
roland.krippneratth-nuernbergPunktde

Prof. Dr.-Ing. Thomas Freimann (Kooperation)
Fakultät Bauingenieurwesen
Technische Hochschule Nürnberg

Lehrgebiet Baustofftechnologie, Straßenbau

 

Technische Hochschule Nürnberg

Fakultät Architektur
Dr.-Ing. Peter Bonfig, München (Bearbeitung Kapitel 5, 6 und 7)

Dipl.-Ing. Anna Koepchen

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Rothenberger
(B.A.) Wolfgang Bauer

(B.A. 
Svenja Burger
(B.A.)
 Jörg Falk
(B.A.)
 Ertan Karaköse
(B.A.) 
Stefanie Lemke
Peter Nowak

Markus Thoma
(B.A.) 

Orhan Tutav
(B.A.) Anne Zambelli 

Fakultät Bauingenieurwesen
(B.Eng.) Michael Weinmann (Bearbeitung Kapitel 3 und 4)
Dipl.-Ing.(FH) Thomas Killing
Florian Johnscher 

STAEDTLER Stiftung, Nürnberg

Publikationen

Peck, Martin: Baustoff und Produkte. [Holzbeton, Holzleichtbeton]. In: Martin Peck (Hrsg.): Moderner Betonbau-Atlas. Konstruktion, Material, Nachhaltigkeit. Edition Detail. München: Institut für Internationale Architektur-Dokumentation, 2013, S. 22–45 [41-42].

Baustoffe mit mineralischen Bindemitteln. [Holzleichtbeton]. In: Manfred Hegger; Volker Auch-Schwelk; Matthias Fuchs; Thorsten Rosenkranz: Baustoff Atlas. Edition Detail. München: Institut für Internationale Architektur-Dokumentation, 2005, S. 59. 

Krippner: Holzleichtbeton - Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten. In: Peck (Hg.): In: Baustoff Beton. Planung, Ausführung, Beispiele. Detail Praxis. München, 2005, S. 38-43. 
… Lightweight wood particle concrete - properties and potential applications. In: Peck (Ed.): In: Concrete. Design, Construction, Examples. Detail Practice. Munich / Basel (u.a.), 2006, S. 38-43.
… Hormigón ligero de partículas de madera. Propiedades y aplicaciones potenciales.In: Martin Peck (Hrsg.): Hormigon. Diseño. Construccion, Ejemplos. Barcelona: Editorial Gustavo Gili, SL, 2007, S. 38–43.
… ‚Calcestruzzo ligneo‘. In: Martin Peck (Hrsg.): Calcestruzzo. Torino / Milanofiori: UTET Scienze Tecniche / Wolters Kluwer Italia S.r.l., 2008, S. 38–43.

Krippner, Roland: Untersuchungen zu Einsatzmöglichkeiten von Holzleichtbeton im Bereich von Gebäudefassaden. (Dissertation, Technische Universität München). München, 2004.

Krippner: Holzleichtbeton. In: DBZ - Deutsche Bauzeitschrift, 50. Jg., 12/2002, S. 74-77.

Videos

Prof. Dr. Roland Krippner über Holzleichtbeton. Deutschland, 2015. Internet-Video. Betonfilme.
https://www.youtube.com/watch?v=aGIf7Bkmbeg