Hybride Holzsysteme vereinen Nachhaltigkeit und Tragfähigkeit

Holz ist ein nachwachsender, klimafreundlicher und zudem lokal verfügbarer Baustoff. Allerdings ist Holz nicht so stabil wie der weniger klimafreundliche Standardbaustoff Stahlbeton, vor allem die Zug- und Druckfestigkeiten senkrecht zur Faserrichtung sind vergleichsweise niedrig. Außerdem hat Holz eine hohe Variabilität der Eigenschaften und ist hygroskopisch. Kombiniert man Holz jedoch mit anderen Materialien, verbessern sich die mechanischen Eigenschaften der Gesamtkonstruktion stark. Zusammen mit Faserverbundkunststoffen oder Beton könnten selbst Holzarten und Sortierklassen eingesetzt werden, die sich bisher nicht für die Bauindustrie eignen. Damit würde sich der Spielraum für eine klima- und umweltgerechte Forstwirtschaft erweitern.

Während es zum Kurzzeitverhalten solcher Holzhybridsysteme bereits Studien gibt, ist zum Langzeitverhalten nur wenig bekannt. Doch gerade dies ist elementar für Baumaterialien. Entsprechend werden Kombinationen aus Holz und Beton ebenso wie durch Carbonfasern oder Flachs verstärktes Holz untersucht. Der Verbund zwischen Schnittholz und Beton wird hier, anders als sonst üblich, nicht mechanisch, sondern durch Kleben (Polyurethan oder Epoxidharz) hergestellt, um Gewicht zu sparen und den Produktionsprozess um bis zu 15 % zu beschleunigen. Nach Versuchen mit kürzeren Belastungszeiten von einigen Stunden bis zu mehreren Tagen folgen aktuell für zwei Jahre Tests mit 5–6 m langen Hybridpaneelen im Freiland, die Wind, Regen und Sonne ausgesetzt sind. Nach dem Abgleich mit den Prognosemodellen wird die sichere Vorhersage des Langzeitverhaltens der geklebten Holzhybridelemente über einen Zeitraum von 50 Jahren möglich.

Beispielhafter Aufbau einer Deckenplatte im ­Holz-Betonverbundsystem (HBV)
Quelle: Fraunhofer WKI/Christoph Pöhler

Weitere Informationen: Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

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