Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eigenschaften mineralischer Baustoffe mit Naturfasern verbessern

10.07.2012
Angepasste Rezepturen und Verfahren zur Fasereinbringung und Modifizierung der Faseroberflächen - Forschungsergebnisse zeigen grundsätzliche Machbarkeit

Das Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) untersuchte zwischen 2008 und 2011 die Eigenschaften von Naturfasern und ihr Potenzial bei der Bewehrung von Beton, Porenbeton und Gips. Die Forscher ermittelten die grundlegenden Vor- und Nachteile, die Fasern wie Flachs, Hanf oder Jute für diese Aufgabe mitbringen. Für die derzeit noch bestehenden technischen Probleme entwickelten sie erfolgreich wirtschaftlich machbare Lösungsansätze.

Faserverbundwerkstoffe wie faserverstärkte Betone und Zemente, Gipskarton- oder Gipsfaserplatten enthalten in der Regel Fasern aus Glas, Stahl, Kunststoff oder Kohlenstoff. Naturfasern wie z.B. Cellulose haben in diesem Segment bislang nur einen geschätzten Marktanteil von 2 Prozent. Dabei weisen sie grundsätzlich interessante Eigenschaften auf, wie zum Beispiel eine höhere Elastizität, eine größere Fähigkeit zur Feuchteregulation und eine geringere Dichte und damit ein geringeres Gewicht als die anorganischen Pendants. Dem gegenüber stehen allerdings auch noch technische Hemmnisse.

Für diese wurden im Projekt des IBP diverse Lösungsansätze geprüft. So kann die Fähigkeit der Fasern, große Wassermengen zu speichern und abzugeben, der umgebenden mineralischen Matrix zu viel Feuchtigkeit entziehen. Dem begegneten die Forscher mit einer Anpassung der Wasserzuschlagmengen in den Beton- bzw. Gipsrezepturen. Um die Haftung zwischen den Fasern und der Matrix zu verbessern, testeten sie außerdem verschiedene Verfahren zur Oberflächenbearbeitung.

Die Silanisierung mit Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPS) und die Ionisierung bzw. Chelatierung mit Ethylendiamintetraacetat (EDTA) stellten sich als am besten geeignet heraus. Beide Verfahren sind relativ einfach in der Anwendung und die Chemikalien kostengünstig verfügbar. Schließlich ist auch die gleichmäßige Einbringung der Fasern ein Problem - sie neigen dazu, in der Matrix zu verklumpen („Agglomeration“).

Hier erwiesen sich die Vorvereinzelung der Fasern mittels Reibsiebung und der Einsatz von Intensivmischern mit großen Scherkräften als machbare Lösungen. Auch die Nutzung von elektrostatischen Abstoßungseffekten durch chemische Modifizierung mit ionischen Endgruppen unterband die Agglomeration erfolgreich. So können beispielsweise GPS-modifizierte Fasern auch ohne Reibsiebung oder Verwendung von Intensivmischern in alkalischen Matrizes problemlos homogen verteilt werden.

Die Ansätze sind vielversprechend. Hersteller, die sie entsprechend weiter entwickeln, können mit ihnen interessante, neue Produkte auf den Markt bringen. Naturfaser-Matrixverbünde eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaften für spezielle Anwendungen: Ihre Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme und Regulierung des Raumklimas prädestinieren sie für den Innenausbau, aufgrund ihrer guten Verformbarkeit und Elastizität eignen sie sich auch für den Bau erdbeben- und explosionssicherer Gebäude.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Der vollständige Abschlussbericht steht auf www.fnr.de im Menü Projekte & Förderung unter dem Förderkennzeichen 22023105 zum Download bereit.

Nicole Paul

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
OT Gülzow
Hofplatz 1
18276 Gülzow-Prüzen
Tel.: +49 3843 6930-0
Telefax: +49 3843 6930-102
e-Mail: info@fnr.de
V.i.S.d.P.: Dr.-Ing. Andreas Schütte
Nr. 2012-33 vom 10. Juli 2012

Dr. Torsten Gabriel | idw
Weitere Informationen:
http://www.fnr.de

Weitere Berichte zu: Beton Elastizität FNR Faser IBP Lösungsansätze Matrix Modifizierung Naturfaser Rohstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht EU-Forschungsprojekt INNOVIP: Neue Technologien für langlebige und kostengünstige Vakuumdämmplatten
22.02.2017 | Bayerische Forschungsallianz GmbH

nachricht Modernes Architektenhaus mit landestypischen Design-Elementen
15.02.2017 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie