Zementbewehrung aus tropischen Naturfasern
Ein deutsch-brasilianisches Forschungs- und Entwicklungsprojekt will jetzt die CO2-Bilanz von Bauprodukten verbessern, indem Naturfasern – beispielsweise Bambus – für Verbundwerkstoffe auf Zementbasis eingesetzt werden.
Nachhaltige Naturfasern von schnellwachsenden Pflanzen wie Bambus könnten zur Verstärkung von zementären Werkstoffen eingesetzt, gleichzeitig könnte die CO2-Bilanz der Bauprodukte verbessert werden.
Foto: Fraunhofer WKI
Das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI), die Hochschule Bremen und das deutsche Unternehmen CSP Technologies forschen gemeinsam mit brasilianischen Partnern im Rahmen der Forschungsinitiative Eureka daran, die Produktion und Funktionalisierung von Pflanzenfasern zu verbessern. Die optimierten Fasern sollen dann als Verstärkungselemente in großflächigen, dünnen zementgebundenen Platten eingesetzt werden. Der Benefit: bislang ungenutzte pflanzliche Reststoffe werden einer höheren Wertschöpfung zugeführt. Die als Bewehrung in mineralischen Bausstoffen genutzten Pflanzenfasern tragen außerdem dazu bei, die CO2-Bilanz zu verbessern.
Tests mit Sisal, Bambus und Eukalyptus
Für die Forschenden steht bei der Optimierung der Platten unter anderem die Erhöhung der Zähigkeit, Festigkeit und Steifigkeit oder der Formbeständigkeit im Fokus. Unterschiedliche Naturfasern wie Sisal, Bambus und Eukalyptus werden daher verschiedenen Funktionalisierungen in Verbindung mit nanofibrillierter Cellulose unterzogen. Die Funktionalisierungen müssen dabei so erfolgen, dass eine Verwendung der Naturfasern im Zement möglich wird. Ein Hauptziel ist die Faserbeständigkeit in wässriger Umgebung sowie die Erzielung einer optimalen Anbindung zwischen Faser und Matrix.
Das Ziel: eine bessere Ökobilanz und bessere Materialeigenschaften
Dr. Nina Ritter, Gruppenleiterin am Fraunhofer WKI, erläutert: „Durch die Nutzung biobasierter anstatt synthetischer Fasern als Verstärkungselement im Zement wollen wir die mechanischen Eigenschaften erhöhen. Durch diese Werkstoffkombination kann die Dauerbeständigkeit und damit der Nutzungszyklus der Bauteile erhöht und verlängert werden. Gleichzeitig wollen wir so die Produktionskosten verringern und die Ökobilanz verbessern.“
Enormes Marktpotenzial
Ein weiteres Projektziel ist es, die Beziehung zu brasilianischen Werk- und Baustoffherstellern auf- und auszubauen. Auf dieser Grundlage sollen konkrete Aufträge für die Konzeptionierung, Fertigung und den Aufbau von kompletten Produktionsanlagen für die deutsche Industrie entstehen, teilt das WKI mit. Die brasilianische Seite kann so vom vorhandenen Know-how der deutschen Anlagenhersteller profitieren, welche ihrerseits von den Forschungsergebnissen der Wissenschaftspartner aus beiden Ländern schöpfen. Und: Sowohl anorganisch gebundene Faserplatten als auch Spanplatten für die Bau- und Außenanwendung haben nicht nur in Brasilien, sondern in ganz Südamerika und Europa ein enormes Marktpotenzial.
