Der Stoff, aus dem die Zukunft ist: Innovative Baumaterialien

Die Erforschung innovativer, ressourcenschonender Baustoffe läuft auf Hochtouren, darunter überraschende Materialien wie Popcorn und Papier. Erfahren Sie mehr darüber und lernen Sie weitere spannende Baustoffe kennen - zum Beispiel das stärkste umweltverträgliche Material aller Zeiten. 

Wer glaubt, dass man Popcorn nur im Kino knabbern kann, liegt falsch. Die Universität Göttingen erforscht seit einigen Jahren das Potenzial der leckeren Maiskörner als Baustoff. Zwischen 2007 und 2010 sind dort Verbundplatten aus Maisgranulat und Holzspänen entwickelt worden, die die Firma Pfleiderer bereits unter dem Markennamen „Balance-Boards“ vertreibt, insbesondere an Küchenhersteller. Jetzt hat das Forscherteam der Universität Göttingen in einem Folgeprojekt Bauplatten mit einem Kern aus Popcorn entwickelt, die noch leichter sind. Sie sollen die gleichen mechanischen Eigenschaften haben wie Spanplatten, aber nur halb so schwer sein. Einsatzmöglichkeiten sehen die Wissenschaftler in vielen klassischen Bereichen der Leichtbaukonstruktion, besonders im Möbelbau, aber auch im Automobil-, Schiff- und Messebau. Gemischt mit Holzfasermaterial ist zudem der Einsatz als Dämmmaterial möglich.

Ein weiteres Leichtgewicht aus nachwachsenden Rohstoffen unter den modernen Baustoffen ist Papier. Die Projektgruppe BAMP! Bauen mit Papier an der TU Darmstadt erforscht Papier erstmals unter Kriterien wie Brand-, Feuchte- und Witterungsschutz, aber auch auf statische Belastungsfähigkeit. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz von Papier bei Gebäuden für temporäre Nutzung – sogenannte „fliegende Bauten“ wie Notunterkünfte oder Übergangsbauten. Mit Papier wäre eine außergewöhnlich kostengünstige, ressourcenschonende, rückbau- und recycelbare Bauweise möglich.

Kurz vor der Markteinführung steht die neuartige Formgedächtnislegierung „Memory Steel“ – ein eisenbasierter Baustoff, der ideal geeignet scheint, um alte Gebäude sicher zu machen. Denn mit Memory Steel lassen sich auch bestehende Betonstrukturen verstärken. Die Entwicklung der Empa Dübendorf stößt auf großes Interesse bei Architekturbüros und Baufirmen, denn viele ökonomische und ökologische Gesichtspunkte sprechen dafür, ältere Gebäude zu modernisieren statt abzureißen. Das Neue an Memory-Steel ist, dass er – anders als die bislang üblichen, hydraulischen Vorspannungen – auch stark gebogene Konstruktionen verstärken kann. Das Profil zieht sich beim Erhitzen gleichmäßig über die ganze Länge ohne Reibungsverluste zusammen und überträgt die Spannung auf den Beton.

Textilbeton ist der Baustoff der Zukunft. Anstatt mit Stahl wird er mit Carbon- oder Glasfasergewebe verstärkt, ist aber ebenso belastbar wie Stahlbeton. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, ersetzt das Carbon- oder Glasfasergewebe jetzt durch umweltfreundliche Naturfasern. Damit wird die CO2-Bilanz des Betons bei gleicher Performance verbessert und die Herstellung günstiger. Der neue Textilbeton soll aber nicht nur ökologischer, sondern auch korrosionsbeständiger als üblicher Textilbeton sein und noch schlankere Konstruktionen ermöglichen. Die Materialeinsparung ist beträchtlich. Eine bauaufsichtliche Zulassung des innovativen Baustoffes steht noch aus.

Forscher am Hamburger Forschungszentrum „Deutsches Elektronen Synchrotron“, kurz DESY, haben das stärkste umweltverträgliche Material entwickelt, das je produziert worden ist. Das biologisch abbaubare Material übertrifft mit einer Biegesteifigkeit von 86 Gigapascal und einer Zugfestigkeit von 1,57 Gigapascal sogar Stahl und Spinnenseide – letztere galt bisher als das stärkste biologische Material. Das ultrastarke Material bestehe aus Zellulose-Nanofasern, dem Grundelement von Holz und anderen Pflanzen. Seine außergewöhnlichen mechanischen Qualitäten erhält das Biomaterial durch ein neues Produktionsverfahren, die sogenannte hydrodynamische Fokussierung, bei der viele kleine Fasern zu einer größeren Einheit zusammengepresst werden. Das Biomaterial überzeugt zudem durch sein geringes Gewicht, was es für zahlreiche Leichtbauanwendungen in der Luftfahrt oder im Automobilbereich interessant macht. Zudem könnte es als umweltfreundliche Kunststoffalternative genutzt werden, etwa in Autos oder im Möbelbau.

Erfahren Sie mehr darüber, wie innovative Baustoffe, beispielsweiseInfraleichtbetonoderCarbonbetonheute schon in der Praxis angewendet werden.