Nachhaltig: Holzschaumplatten bestehen zu 100 % aus nachwachsenden Rohstoffen. Foto: Fraunhofer WKI / Manuela Lingnau
Aus der Forschung: Was ist Holzschaum?
Hartschaum-Dämmstoffe bestanden bisher in der Regel aus Kunststoffen auf Erdölbasis. Doch vor ein paar Jahren hat das Fraunhofer-Institut für Holzforschung eine nachhaltige Alternative entwickelt: Dämmplatten aus Holzschaum.
Der neue Naturdämmstoff besteht zu 100 % aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz und ist daher auch problemlos recycelbar. „Was ist daran neu?“, werden sich manche jetzt vielleicht fragen. Schließlich gibt es schon seit langem Holzfaserplatten, bei denen es sich ebenfalls um Dämmstoffe auf Holzbasis handelt. Das stimmt. Aber diese Platten sind weniger formstabil als Kunststoff-Hartschaum und können diesen daher nicht bei allen Anwendungen ersetzen. Holzschaum kann dagegen mit klassischen Kunststoffschäumen mithalten, betont man beim Fraunhofer-Institut für Holzforschung, das auch kurz als Fraunhofer WKI bezeichnet wird („Wilhelm-Klauditz-Institut“).
Herstellungsverfahren
Das von WKI-Forschern entwickelte Verfahren zur Herstellung von Holzschaum ist relativ einfach. Holzfasern werden unter Zugabe von Wasser in feine Partikel zermahlen bis eine zähflüssige Suspension entsteht. Diese Masse wird anschließend mithilfe von Treibmittelgasen aufgeschäumt und härtet danach im Trockenschrank aus. Alternativ funktioniert das Aufschäumen auch ganz ohne Treibmittel, indem die Suspension durch kräftiges Rühren schaumig geschlagen wird. In jedem Fall kann bei Holzschaum auf giftige Klebstoffe verzichtet werden. Der Zusammenhalt der Partikel erfolgt nämlich durch die holzeigenen Bindekräfte.
Soll das Material zu Dämmplatten weiterverarbeitet werden, so stehen zwei Wege offen: Es lassen sich Hartschaumplatten, aber auch elastische Schaumstoffe herstellen. Für beide Produktgruppen kann man zudem – je nach Anwendungszweck – Platten mit unterschiedlich hoher Rohdichte produzieren. Als Rohstoff für die Platten kommt sowohl Laub- als auch Nadelholz infrage. Aber auch die Verwendung nichtholzhaltiger Lignocellulosen, wie sie beispielsweise in Hanf oder Stroh vorkommen, ist möglich.
Eigenschaften
Rohstoffe: Holzfasern und Wasser werden zu einer Suspension aufgemahlen und aufgeschäumt. Foto: Fraunhofer WKI / Manuela Lingnau
Holzschaum ist ein leichter, offenporiger Dämmstoff, der zugleich über eine relativ hohe Druckfestigkeit verfügt. Die Wärmeleitfähigkeit der am Fraunhofer WKI bisher hergestellten Platten liegt – je nach gewählter Rohdichte – zwischen der von EPS (0,032 bis 0,040 W/mK) und der von Holzfaserdämmplatten (0,040 bis 0,052 W/mK). Je geringer die Rohdichte, desto geringer ist auch die Wärmeleitfähigkeit. Bei sinkender Rohdichte verschlechtert sich andererseits aber die Druckfestigkeit des Schaumes.
Deshalb macht es keinen Sinn, nur eine Art von Holzschaumplatten mit stets derselben Wärmeleitfähigkeit zu produzieren. Stattdessen benötigt man für unterschiedliche Bauanforderungen Dämmplatten mit unterschiedlicher Druckfestigkeit und damit auch mit unterschiedlicher Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit. Das Fraunhofer WKI hat zum Beispiel bereits verschiedene Schäume aus Buchenholz hergestellt, deren Rohdichte von 40 kg/m³ bis hin zu 280 kg/m³ reicht. Zum Vergleich: Die Rohdichte von EPS (Styropor) liegt normalerweise zwischen 15 und 30 kg/m³.
Holzschaum ist geruchsneutral und lässt sich einfach sägen, fräsen sowie feilen. Dabei entsteht kaum Staub. Das ist ein Vorteil zu anderen Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen, die häufig fasern. Beim Brandverhalten ähnelt das Material dagegen den typischen Naturfaserdämmstoffen: Nach Angaben des WKI brennt und glimmt Holzschaum, wobei die Flamme zum Teil von selbst erlischt. Man kann dem Schaum aber Flammschutzmittel beimischen, wie es ja auch bei herkömmlichen Hartschaumplatten geschieht.
Mögliche Anwendungsbereiche
Aktuelles Forschungsprojekt: Sandwichelement aus Holzschaum und Textilbeton. Foto: Fraunhofer WKI / Manuela Lingnau
Übrigens eignet sich Holzschaum nicht nur für Dämmplatten. Als Styropor-Alternative ist er auch im Verpackungsbereich einsetzbar. Derartige Verpackungsbestandteile könnten Verbraucher sogar einfach und umweltfreundlich über das Altpapier entsorgen. Nach Angaben der Fraunhofer-Forscher wäre Holzschaum zudem auch ein vielversprechendes Material für leichte Kernschichten in Sandwichplatten für Möbel, Türen oder ganze Wandelemente, wie sie unter anderem im Messe- oder Bühnenbau zum Einsatz kommen.
Übrigens entwickelt das Fraunhofer WKI aktuell in einem weiteren Forschungsprojekt ein schlankes Sandwichelement mit Holzschaum-Kern und Deckschichten aus Textilbeton, das zum Beispiel für die Außenwände von energieeffizienten Gebäuden einsetzbar sein soll. Dieses in Kooperation mit dem Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig durchgeführte Projekt wird vom Bundesumweltministerium gefördert und hat eine Laufzeit bis Oktober 2018.
Für ihren Holzschaum experimentieren die WKI-Wissenschaftler derzeit noch mit verschiedenen Holzarten. Doch das Institut erwartet, dass sich Produkte aus Holzschaum schon in wenigen Jahren im großen Maßstab industriell fertigen lassen und auf den Markt gebracht werden können.
Über den Autor
Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für
BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin
BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift
baustoffpraxis.
Kontakt:
freierjournalist@rolandgrimm.com
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