Innovationen im Bauwesen
Herstellung von ressourcenschonendem Zement
Mit Hilfe neuer Produktionsverfahren und Herstellungsprozesse ist ein wichtiger Beitrag zur effizienten Nutzung von Ressourcen bei der Zementherstellung gelungen.
In einer Pilotanlage wird ein neuer Zement hergestellt, der aus heutiger Sicht nur halb so viel Energie bei der Herstellung benötigt und im Vergleich zu herkömmlichem Portlandzement voraussichtlich nur halb so viel Kohlendioxid (CO2) an die Umwelt abgibt.
Zementwerke mit einer Jahresproduktion von drei Milliarden Tonnen Zement verursachen etwa fünf Prozent der weltweiten CO2-Emissionen, das ist die drei- bis vierfache Menge an Emissionen des globalen Flugverkehrs.
Im Vergleich zu herkömmlichem Portlandzement spart der neue Zement erheblich Ressourcen, da nur ein Drittel der Kalkmenge nötig ist und auf den Zumahlstoff Gips vollständig verzichtet werden kann.
Quellangaben:
Karlsruher Institut für Technologie KIT
Neues Verfahren zur Herstellung von Formholz
Dank eines neuen Verfahrens zur Holzformung kann Holz viele Eigenschaften moderner Bauwerkstoffe erfüllen, beispielsweise so stabil sein wie Beton oder Kunststoff oder so zug- und biegefest wie Stahl.
Formholz als schaumstoffartiges Material, das sich zu Rohren formen lässt und dabei 80 Prozent Material gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren einspart – das ist mit dem neuen Formholz-Verfahren möglich. Es basiert auf einem einfachen Prinzip: Holz ist ein filigranes Gebilde aus dünnwandigen Zellen, ein poröser Werkstoff mit verschiedenartig angeordneten Hohlräumen. Formholz weist durch seine Materialdichte eine deutlich höhere Festigkeit auf. Die Verdichtung ermöglicht die zwei- und dreidimensionale Verformbarkeit von Holz quer zur Faser, sodass viele unterschiedliche Formen bis zur mehraxial gekrümmten Holzplatte herstellbar sind.
Für die Produktion des Formholzes braucht man deutlich weniger Material und Energie. Zudem ist Holz ein nachwachsender und relativ preisgünstiger Rohstoff.
Quellangaben:
Technische Universität Dresden/IKU – Innovationspreis für Klima und Umwelt
(Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit +
Bundesverband der Deutschen Industrie)
Neues Leichtbausystem nutzt Ressourcen effizienter
Ein neuer Sandwichwerkstoff, der auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt wird, erreicht gegenüber vergleichbaren Produkten eine signifikant höhere Stabilität bei geringerem Gewicht.
Die lightweight solutions GmbH wurde 2004 im Anschluss an die Entwicklung des Leichtbausystems lisocore® zu dessen gewerblicher Herstellung gegründet.
Für ihr Leichtbausystem erhielt sie im Jahre 2009 den Schweighofer Innovationspreis. Daneben ist das Unternehmen auch in den Bereichen Engineering als Dienstleistung für Drittfirmen und im Maschinenbau tätig. Der Aufbau des neuen Werkstoffs besteht aus zwei dünnen Deckschichten, die durch eine dreidimensional geformte Kernstruktur (Schalentragwerk) miteinander verbunden sind. Durch die punktuell gefrästen Deckschichten lässt sich, in Kombination mit der besonders geformten Kernstruktur, ein perfekter Form- und Kraftschluss zwischen Kernstruktur und Deckschichten verwirklichen.
Folgende Eigenschaften zeichnen dieses innovative Produkt für Innenanwendungen aus:
höchste Stabiltiätswerte bei geringem Gewicht,
extreme Dauerfestigkeit bei Wechselbeanspruchungen,
Weiterverarbeitung mit konventionellen Maschinen,
individuelle Anpassung an Kundenwünsche,
Kosteneffizienz bei Transport und Verarbeitung,
CO2-neutrale Werkstoffbasis.
Quellangaben:
lightweight solutions GmbH/Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
ULTRAPORCRETE – bessere Dämmeigenschaften und geringerer Rohstoffverbrauch
ULTRAPORCRETE ist ein patentierter Schaumbeton, der am Lehrstuhl Werkstoffe des Bauwesens der TU Dortmund entwickelt wurde. Im Vergleich zu herkömmlichem Beton besitzt er aufgrund des hohen Porenanteils eine deutlich höhere Wärmedämmeigenschaft und eine geringere Dichte.
Durch die Zugabe eines Treibmittels vergrößert sich nach dem Gießen sein Volumen um bis zu 100 Prozent, wodurch eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,12 – 0,2 W/mK erzielt wird.
Bei einer Wandstärke von 20 cm entspricht deren Dämmwirkung einer 4 cm dicken Dämmstoffschicht (Wärmeleitfähigkeit Dämmung: λ = 0,4 W/mK). Im Vergleich dazu würde bei gleicher Wandstärke mit normalem Beton lediglich eine Dämmwirkung entsprechend einer Dämmschichtdicke von 4 mm erzielt.
Damit kann durch die Verwendung von ULTRAPORCRETE eine zusätzlich vorzusehende Dämmschicht deutlich dünner ausfallen. Darüber hinaus ergibt sich für niedrige Druckfestigkeiten ein geringerer Rohstoffverbrauch, welcher auf die gegenüber Normalbeton deutlich reduzierte Dichte von 500-1000 kg/m³ zurückzuführen ist (Dichte Normalbeton: ρ = 2000-2600 kg/m³).
Die Realisierung eines ersten Gebäudes mit ULTRAPORCRETE ist für 2010 geplant. Eine bauaufsichtliche Zulassung ist angestrebt.
Quelle:
Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl Werkstoffe des Bauwesens