Holz Lehm Verbund

Diese Forschung befasst sich mit der Untersuchung hybrider Holz-Lehm-Bauteile für tragende, horizontal gespannte Konstruktionen. Der Fokus liegt auf dem Potenzial dieses Materialsystems, das durch die Kombination der komplementären Eigenschaften von Holz und Lehm Vorteile in den Bereichen Tragfähigkeit, Schallschutz, Brandschutz und thermische Masse bietet. Dies ermöglicht die Entwicklung von Bauteilen mit verbesserten Eigenschaften bei gleichzeitiger Reduzierung des Holzverbrauchs.

In der Bauindustrie gewinnt die kontinuierliche Entwicklung innovativer und nachhaltiger Baustoffe zunehmend an Bedeutung. Der Einsatz lokaler, natürlicher und erneuerbarer Materialien sowie die Neuinterpretation traditioneller Bautechniken sind zentrale Strategien zur Entwicklung und Anwendung ökologischer und kreislauffähiger Baustoffe.

Biegebeanspruchte Bauteile machen einen erheblichen Anteil des Ressourcenverbrauchs in der Bauindustrie aus und bieten daher große Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen durch den Einsatz natürlicher und wiederverwendbarer Materialien wie Holz und Lehm. Lehm ist in Europa weit verbreitet, insbesondere in den südlichen Regionen, und leistet durch seine lokale Verfügbarkeit einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit von Baustoffen. Trotz seiner oft unterschätzten Eigenschaften verfügt Lehm über eine ausreichende Druckfestigkeit und wurde historisch für tragende Anwendungen wie Wände, Bögen und Kuppeln genutzt.

Anders als etablierte hybride Verbundmaterialien wie Stahlbeton oder Holz-Beton-Verbund, deren irreversible Materialverbindungen eine ressourcenschonende Wiederverwendung erschweren, verfolgt diese Forschung das Ziel, eine zirkuläre Nutzung der eingesetzten Materialien zu ermöglichen.

Eine zentrale Rolle spielt dabei der Verbund an der Schnittstelle zwischen Holz und Lehm, der so gestaltet werden muss, dass eine optimierte Schubverbindung entsteht. Zur Bewertung der Schubübertragungskapazität wurde eine Reihe von Push-out-Tests durchgeführt, die auf etablierten Methoden für Holz-Beton-Verbundsysteme basieren. Verschiedene Verbindungselemente, darunter Schrauben und Holz-Schubverbinder, wurden getestet, um die Kraftübertragung zu optimieren.

Die Übertragbarkeit dieser Verbundeigenschaften auf größere Maßstäbe wurde durch Tests an 1:1-Bauteilen untersucht, bei denen sowohl Schrauben als auch Holz-Schubklötze als Verbindungsmittel dienten. Zur Validierung der Ergebnisse aus den Kleinbauteil-Schubversuchen wurden die ersten 1:1-Deckenbauteile entworfen, statisch geprüft und hinsichtlich ihrer Verformung analysiert, um das Verbundverhalten zu bewerten.