Innovative Klebtechnik zum Bauen mit Holz und Beton

Bauen mit Holz leistet einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Durch die Kombination von Holz und Beton erweitert das Fraunhofer WKI den Einsatzbereich von Holzkonstruktionen entscheidend. Mit einer neuartigen Klebetechnologie wird eine beschleunigte Herstellung von Holz-Beton-Verbundelementen (HBV-Elementen) ermöglicht. Ziel ist es, das Bauen mit HBV-Elementen im mehrgeschossigen Hochbau als wettbewerbsfähige Alternative zu reinen Stahlbetonfertigteilen zu etablieren.

Holz-Beton-Hybridbauteile kombinieren die spezifischen Materialeigenschaften von Holz und Beton optimal. Holz eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts und seiner hohen Zugfestigkeit hervorragend für den Leichtbau. Die Kombination mit Beton verbessert die Tragfähigkeit, die Feuerwiderstandsdauer sowie den Schallschutz und ermöglicht gleichzeitig eine schlanke Bauteilgestaltung.

In Zusammenarbeit mit zwei Forschungspartnern und großer Unterstützung seitens der Industrie entwickeln Forschende am Fraunhofer WKI im aktuellen Forschungsprojekt »SafeTeCC« Verfahren und Technologien zur schnellen und einfachen Herstellung von hochwertigen Holz-Beton-Verbundelementen unter Anwendung einer innovativen Schnellklebtechnik. Die neuartige Fügetechnik soll die baulichen Eigenschaften, die Wirtschaftlichkeit und die Recyclingfähigkeit von Holz-Beton-Verbundelementen verbessern und somit zu einem vermehrten Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen im Massivbau beitragen. Dabei berücksichtigen die Forschenden auch die Nutzung von Laubholz als regional verfügbare Rohstoffquelle.

Schubmodulprüfungen in Anlehnung an DIN EN 408 geben Aufschluss darüber, welche Verbundfestigkeit der HBV-Bauteile sich mit den verschiedenen Klebtechnologien erzielen lässt. © Fraunhofer WKI | Anna Lissel

»Wir entwickeln ein standardisiertes Verfahren zur Herstellung von langzeitbeständigen HBV-Bauteilen unter Praxisbedingungen. Neben der Heißklebtechnik prüfen und analysieren wir gemeinsam mit den Projektpartnern von der Technischen Universität Braunschweig und der Universität Kassel alternative Klebtechnologien für das Fügen von Holz und schalglatten Betonfertigteilen. Während der Forschungsarbeit wird zudem auf eine praxistaugliche Anwendung für eine Werks- sowie Baustellenherstellung der Bauteile geachtet«, berichtet Malte Mérono, Projektleiter am Fraunhofer WKI.

Die Forschungsergebnisse werden in einem Praxisleitfaden zusammengefasst, der die konkreten Ausführungsschritte und relevanten Kriterien anwenderfreundlich darstellt. Dieser Leitfaden soll als Planungsgrundlage dienen und insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) die sichere Herstellung von HBV-Elementen erleichtern.

Den Praxistest hat die Entwicklung von Malte Mérono und seinen Partnern bereits bestanden. In Zusammenarbeit mit der fischerwerke GmbH & Co. KG wurde ein geklebtes HBV-Element als Zwischendecke in einem mehrgeschossigen Bauvorhaben erfolgreich eingesetzt. Das Unternehmen strebt nun die bauaufsichtliche Zulassung der Zwischendecke an. »Mit der Zulassung der geklebten Zwischendecke kommen wir unserem Ziel, Holz im mehrgeschossigen Hochbau einsetzen zu können, einen großen Schritt näher. Das ist ein wichtiger Beitrag zur ökologischen Wende in der von Stahlbeton dominierten Baubranche«, sagt Malte Mérono.

Das Thema geklebte Holz-Beton-Verbundelemente stößt insgesamt auf eine große Nachfrage in der Industrie. Bauunternehmen, Ingenieurbüros, Klebstoffhersteller und Architekten interessieren sich für diese Bauweise. »Wir verzeichnen eine hohe Nachfrage, in Deutschland, aber auch aus dem Ausland, zum einen für Prüfungen durch unsere Prüfstelle »Strukturelles Kleben« und zum anderen für die Qualifizierung der Industrie im Bereich des »Nachweis der Eignung zur Ausführung von Klebarbeiten zur Herstellung tragender Holzbauteile und von Brettschichtholz», der umgangssprachlich bekannten «Leimgenehmigungen«. Es werden aber auch immer wieder Detailfragen und neue Verklebungsmethoden im HBV-Bereich entwickelt und an uns herangetragen. Die Industrie forciert diese Bauart sehr stark«, berichtet Harald Schwab, Fachbereichsleiter am Fraunhofer WKI.

Beratung und Prüfung am Fraunhofer WKI

Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Fraunhofer WKI bieten eine umfassende Beratung zu Klebstoffen und deren Anwendungen an und erarbeiten den notwendigen Prüfumfang für allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ mit aBG) oder europäisch-technische Zulassungen (ETA). Darüber hinaus unterstützen sie bei der Entwicklung von Konzepten zur werkseigenen Produktionskontrolle und begleiten die Kunden während des gesamten Zulassungsprozesses.

Die Prüfstelle »Strukturelles Kleben« des Fraunhofer WKI ist für alle wesentlichen Klebstoffsysteme des tragenden Holzbaus nach ISO/IEC 17025 akkreditiert und nach Niedersächsischer Landesbauordnung (LBO) anerkannt. Somit ist das Fraunhofer WKI ein kompetenter Partner für die Entwicklung und Prüfung von Klebstoffen und verklebten Produkten sowohl des konstruktiven als auch des nicht-tragenden Holzbaus.
Das Fraunhofer WKI ist für die Überprüfung der »Eignung zur Ausführung von Klebarbeiten zur Herstellung tragender Holzbauteile und von Brettschichtholz« anerkannt und kann Bescheinigungen über diese Eignung ausstellen. Für die Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle (PÜZ) des Fraunhofer WKI, aber auch für den gesamten Holzbau in Deutschland ist dies ein Meilenstein.

Live erleben auf der BAU 2025!
Die Forschenden des Fraunhofer WKI präsentieren Klebtechniken für HBV-Elemente sowie weitere Innovationen rund um den Einsatz von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen in Materialien auf der BAU 2025.

Sie finden uns auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand:
Halle C2, Stand 528

Im Rahmen des Baustoffe-Thementages hält Malte Mérono auf dem Fraunhofer Gemeinschaftsstand einen Vortrag zum Thema »Geklebte Holz-Beton-Verbundelemente«:
Dienstag, 14. Januar 2025 um 11:40 Uhr

Die »BAU – Weltleitmesse für Architektur, Materialien, Systeme« bringt alle zusammen, die international am Planen, Bauen und Gestalten von Gebäuden beteiligt sind. Die Messe findet vom 13. bis 17. Januar 2025 in München statt.

Wir freuen uns auf das Gespräch mit Ihnen!

Förderung
Das Projekt »Prozesssichere Herstellung von geklebten Holz-Beton-Verbund-Bauteilen« wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Förderprogramm Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) mit dem
Projektträger DLR Projektträger über den Internationalen Verein für Technische Holzfragen e. V. (iVTH).

Weitere Informationen:

https://www.wki.fraunhofer.de/de/presse-medien.html