Mineralische Baustoffe mit Naturfasern verbessern

Das Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) untersuchte zwischen 2008 und 2011 die Eigenschaften von Naturfasern und ihr Potenzial bei der Bewehrung von Beton, Porenbeton und Gips. Die Forscher ermittelten die grundlegenden Vor- und Nachteile, die Fasern wie Flachs, Hanf oder Jute für diese Aufgabe mitbringen, teilt die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe mit. Faserverbundwerkstoffe wie faserverstärkte Betone und Zemente, Gipskarton- oder Gipsfaserplatten enthalten in der Regel Fasern aus Glas, Stahl, Kunststoff oder Kohlenstoff. Naturfasern wie z.B. Cellulose haben in diesem Segment bislang nur einen geschätzten Marktanteil von 2 %. Dabei weisen sie grundsätzlich interessante Eigenschaften auf, wie zum Beispiel eine höhere Elastizität, eine größere Fähigkeit zur Feuchteregulation und eine geringere Dichte und damit ein geringeres Gewicht als die anorganischen Pendants, heißt es in der Pressemitteilung.
Allerdings kann die Fähigkeit der Fasern, große Wassermengen zu speichern und abzugeben, der umgebenden mineralischen Matrix zu viel Feuchtigkeit entziehen. Dem begegneten die Forscher mit einer Anpassung der Wasserzuschlagmengen in den Beton- bzw. Gipsrezepturen. Um die Haftung zwischen den Fasern und der Matrix zu verbessern, testeten sie außerdem verschiedene Verfahren zur Oberflächenbearbeitung. Die Silanisierung mit Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPS) und die Ionisierung bzw. Chelatierung mit Ethylendiamintetraacetat (EDTA) stellten sich als am besten geeignet heraus. Beide Verfahren sind relativ einfach in der Anwendung und die Chemikalien kostengünstig verfügbar.
Die Ansätze sind vielversprechend. Hersteller, die sie entsprechend weiter entwickeln, können mit ihnen interessante, neue Produkte auf den Markt bringen. Naturfaser-Matrixverbünde eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaften für spezielle Anwendungen: Ihre Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme und Regulierung des Raumklimas prädestinieren sie für den Innenausbau, aufgrund ihrer guten Verformbarkeit und Elastizität eignen sie sich auch für den Bau erdbeben- und explosionssicherer Gebäude.