Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Holz-Zement-Hybridsysteme für Wandelemente im Holzhochbau; Teilvorhaben 3: Fügetechnik HZH-Wand - Akronym: HZHWand

Anschrift
Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren
Kurt-Wolters-Str. 3
34125 Kassel
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm
Tel: +49 561 804-3141
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FKZ
22010218
Anfang
01.10.2018
Ende
30.04.2022
Ergebnisverwendung
Innerhalb des Projekts wurde das AP Auswahl und Charakterisierung von Verbindungsmitteln und Technologien zum Fügen von Hybridsystemen bearbeitet. Hier stand die Auswahl und Charakterisierung von geeigneten Klebstoffen im Mittelpunkt sowie die Untersuchung, welchen Einfluss die mit Zement behandelte Holzoberfläche auf die Klebung hat. Durch das Charakterisieren verschiedener Klebstoffarten (Unterschiede im Aushärtungsverhalten, Auftrag und Handhabung) wurde ein Klebstoff-Pool aufgebaut, der später bei der Optimierung des Herstellungsprozesses herangezogen werden sollte. Dabei wurde neben der Performance bei Normklima, auch die Temperaturbeständigkeit bei extremen Betriebstemperaturen von -20 °C bis +85 °C sowie auch die Alterungsbeständigkeit (Wasserlagerung 2h) betrachtet. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass nach Entfernung der Zementschicht von der Oberfläche und einer anschließenden Reinigung alle marktüblichen Klebstoffe für die Klebung von zementgebundenen Holzwerkstoffen geeignet sind
Aufgabenbeschreibung
Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Lignocellulose basierten Verbundmaterials für tragende Wandelemente zur Nutzung im modularen mehrgeschossigen Holzhochbau. Im Bauwesen kann grundsätzlich zwischen massiven und aufgelösten Bauweisen differenziert werden. Durch Produktneuentwicklungen und -weiterentwicklungen in den letzten Jahren besteht inzwischen auch die Möglichkeit massiv in Holz zu bauen. Derzeit dominieren die Systeme Brettstapelbauweise, Brettsperrholz und Hohlkastenelemente als Wandelemente die Holzbauweise für den Hochbau. Elemente aus Holzwerkstoffen, die mehrschichtig zu tragenden Bauteilen verklebt werden, fristen noch ein Nischendasein. Das zu entwickelnde Hybridbauteil (Holz-Zement-Hybrid-System = HZH-System) sollte aus zwei Holzwerkstoffen, die sich in ihrer Rohstoffzusammensetzung, der Herstellungstechnologie und ihren mechanisch-physikalischen Eigenschaften stark unterscheiden, bestehen. Durch die unterschiedlichen Materialkennwerte sollten die Werkstoffe im Materialverbund verschiedene anwendungsbezogene Aufgaben erfüllen. Die Decklagen sollten aus zementgebundenem Sperrholz gebildet werden. Entgegen bisherigen Untersuchungen sollte statt Fichte Buche als Furnier eingesetzt werden. Aufgrund bekannter Unverträglichkeiten von Buchenholz und Portlandzement sollte Spezialzement (Tonerdezement) verwendet werden, der aufgrund seiner Chemie den Holz-Zement-Verbund verbessert. Der Einsatz eines zementgebundenen Holzwerkstoffs als Decklage des zu entwickelnden Wandelements sollte die Einstufung des Materials als solches in die Baustoffklasse B (schwerentflammbar) bzw. des Bauteils in Gänze in die Feuerwiderstandsklasse F-60 (hochfeuerhemmend) ermöglichen und somit die Voraussetzung zur Anwendung in Gebäudeklasse (GK) 4 schaffen Der Schwerpunkt des Teilvorhabens lag in der Auswahl und Charakterisierung von Fügetechniken, um die zwei Werkstoffe miteinander zu verbinden

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