Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 2: Technologie- und Werkstoffentwicklung für Holzfurnier-Basaltfaser-Composite - Akronym: HoBaCo

Anschrift
Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik
Marschnerstr. 39
01307 Dresden
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ
Tel: +49 351 463-38100
E-Mail schreiben
FKZ
22005118
Anfang
01.10.2019
Ende
30.09.2022
Ergebnisverwendung
Durch Screeningversuche unter der Materialpaarung Furnier und Harzsystem konnten geeignete Verarbeitungsparameter (Temperatur, Zeit) für die Herstellung der zu entwickelnden Verbundwerkstoffe evaluiert werden. Schließlich konnten sowohl im Technikumsmaßstab als auch im semi-industriellen Maßstab Hybridwerkstoffe aus Rotbuchenfurnier, Basaltgewebe und Phenolharz mit einer angepassten technologischen Verfahrensweise gefertigt werden. Die wesentlichen Stufen der angewendeten Verfahrensweise bestanden darin, zunächst die Furnierlagen beidseitig mit dem Harz zu beschichten und das Harz am Furnier vorzuhärten. Ebenso wurde das Basaltfasergewebe mit dem gleichen Harz imprägniert und das Harz im Gewebe vorkonsolidiert. Somit entstanden zwei transport- und lagerfähige Halbzeuge (Prepregs), welche final entsprechenden geschichtet und zum Verbundwerkstoff thermo-mechanisch verpresst werden konnten. Der Letztendliche hybride Verbundwerkstoff bestand aus einem Sperrholzkern und einer symmetrischen beidseitigen Faserverstärkung mit unterschiedlichen Verstärkungsgraden. Die Prüfungen der Werkstoffeigenschaften zeigten deutliche Steigerungen bei den statischen und dynamischen Eigenschaften der verstärkten Sperrhölzer im Vergleich zum unverstärkten Sperrholz. Mit zunehmendem Verstärkungsgrad verbesserten sich auch die zeitabhängigen Kenngrößen. Die Verstärkungsmaßnahmen führten zwar hinsichtlich der mechanischen und akustischen Eigenschaften nicht zu einer Klimaunabhängigkeit des Gesamtverbundes, allerdings ist zu erwarten, dass beim bauteilspezifischen Einsatz verstärkter Sperrholzplatten eine Wassereinlagerung in das Sperrholz durch das Verstärkungstextil überwiegend verhindert wird. Weder durch die textile Beschichtung noch mit dem Harz zugemischtem Flammschutzmittel konnte die Baustoffklasse der Hybridplatten im Vergleich zum unverstärkten Sperrholz verbessert werden. D. h., eine B1-Einstufung (schwerentflammbarer Baustoff) wurde nicht erreicht.
Aufgabenbeschreibung
Im Projekt sollte ein Verbundwerkstoff aus Rotbuchenfurnier und Basaltfasertextil, verbunden bzw. imprägniert mit einem biobasierten Phenolharz, entstehen. Zur Werkstoffentwicklung wurden in diesem Teilprojekt sämtliche mechanische Kennwerte der Einzelkomponenten (Furnier) und des entstandenen Verbundes bei zwei unterschiedlichen Klimabedingungen bzw. Materialfeuchten ermittelt. Darüber hinaus sollte der Verbundwerkstoff hinsichtlich der schwingungsrelevanten Eigenschaften sowie des Brandverhaltens untersucht werden. Für eine entsprechend reproduzierbare Fertigung des Verbundwerkstoffes sollte eine geeignete Technologie unter der Berücksichtigung verfahrensrelevanter Parameter (z. B. Temperatur, Zeit und Pressdruck) entwickelt werden. Letztendlich sollte die Herstellung von Demonstratorplatten erfolgen, welche mithilfe von mechanischen, akustischen und brandtechnischen Prüfungen zu testen und zu bewerten waren.

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