SafeTeCC:
Prozesssichere und schnelle Herstellung von geklebten Holz-Beton-Verbundbauteilen für nachhaltige Gebäude

Projektstart /

Bauen mit Holz ist ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz. Durch die Kombination mit Beton lässt sich der Einsatzbereich von Holzkonstruktionen erweitern. Eine vom Fraunhofer WKI mitentwickelte Klebtechnik ermöglicht die beschleunigte Herstellung von Holz-Beton-Verbundelementen (HBV-Elemente). Im aktuellen Forschungsprojekt »SafeTeCC« optimieren und standardisieren wir das Fertigungsverfahren, um es baustellentauglich und prozesssicher zu machen. Gleichzeitig sollen dadurch die Bauteileigenschaften optimiert werden. Ziel ist es, das Bauen mit HBV-Elementen im mehrgeschossigen Hochbau zu etablieren – als konkurrenzfähige Alternative zu reinen Stahlbetonfertigteilen. Damit tragen wir dazu bei, den Anteil nachwachsender Rohstoffe im Bausektor zu erhöhen und somit Klima- und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Das Foto zeigt einen Tisch, auf dem 50 kleine HBV-Prüfkörper liegen. Zwischen Holz und Beton sieht man jeweils eine dünne Klebstoffschicht herausquellen. Die Klebstoffe haben unterschiedliche Farben (rot, transparent, grau, schwarz).
© Fraunhofer WKI | Dorian Czerner
Mit Blockscherprüfungen in Anlehnung an DIN EN 14080 wird am Fraunhofer WKI untersucht, welcher Klebstoff sich am besten für die Heißklebung von HBV-Bauteilen eignet (hier: Prüfkörper mit 2K-Epoxidharz-Klebstoff und 2K-PUR-Klebstoff).
Das Foto zeigt eine Universalprüfmaschine, in die ein etwa 50 cm langer HBV-Prüfkörper eingespannt ist. Daneben steht ein anderer Prüfkörper in derselben Größe mit einer sichtbaren dünnen Streckmetallschicht zwischen Holz und Beton.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Schubmodulprüfungen in Anlehnung an DIN EN 408 geben Aufschluss darüber, welche Verbundfestigkeit der HBV-Bauteile sich mit den verschiedenen Klebtechnologien erzielen lässt (linker Prüfkörper: konventionelle Kaltklebung; rechter Prüfkörper: Heißklebung).

Geklebte Holz-Beton-Verbund-Bauteile (HBV-Bauteile) sind sogenannte »hybride« Elemente, bei welchen zwei Werkstoffe in günstiger Weise miteinander kombiniert und die spezifischen Materialeigenschaften optimal ausgenutzt werden. Holz eignet sich für Leichtbaukonstruktionen, da es im Vergleich zu seiner spezifischen Masse sehr gut Zugkräfte aufnehmen kann. Durch die Verbindung mit Beton lassen sich Tragfähigkeit, Feuerwiderstandsdauer, Schwingverhalten und Schallschutz verbessern. Außerdem können Bauteile aufgrund der Kombination und Ausnutzung der spezifischen Materialeigenschaften sehr schlank gestaltet werden.

Im vorangegangenen IGF-Forschungsprojekt  »SpeedTeCC« haben wir mit der TU Braunschweig und der Universität Kassel eine innovative Heißklebtechnik für hybride HBV-Konstruktionen entwickelt. Sie ermöglicht das wirtschaftliche Fügen von vorgefertigten Holz- und Betonteilen im Werk sowie auf der Baustelle. Im Zuge von »SafeTeCC« werden wir die Forschungsarbeiten gemeinsam und mit Unterstützung durch den Projektausschuss fortführen. Auf Basis umfangreicher Simulationen und Prüfungen entwickeln wir mit den Projektpartnern einen standardisierten Prozess für die Fertigung von langzeitbeständigen HBV-Bauteilen unter baupraktischen Bedingungen. Neben der Heißklebtechnik werden alternative Klebtechnologien für das Fügen in Betracht gezogen und analysiert. Der Fokus des Fraunhofer WKI liegt hierbei auf der Verklebung sowie auf der Prüfung und Charakterisierung der Verbindung.

Unsere Forschungsergebnisse werden wir in einen Praxisleitfaden überführen, der die konkreten Ausführungsschritte und relevanten Kriterien anwenderfreundlich darstellt. Er soll als Planungsgrundlage dienen und die einfache, sichere Herstellung von HBV-Elementen ermöglichen – insbesondere auch für kleine- und mittelständische Unternehmen (KMU).

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