Das thüringische Unternehmen Polycare hat ein Mauerwerksystem entwickelt, das der Baubranche den Weg in die vollständige Kreislaufwirtschaft ebnen soll. Die Hohlblocksteine aus Geopolymer-Beton lassen sich ohne Mörtel oder Kleber einfach zusammensetzen. Alle Systembestandteile sind zudem im Falle eines Rückbaus recycelbar. Das System „Sembla“ soll 2024 auf den Markt kommen.
Das modulare System trägt den Namen Sembla und ermöglicht eine flexible – auch mehrschalige – Konstruktion von tragenden Innen- und Außenwänden, die sich für Gebäude bis zu einer Höhe von maximal 13 m eignen ( Gebäudeklasse 4). Es ist zudem für unterschiedlichste Immobilientypen einsetzbar – vom Wohnhaus über Büro- und Gewerbegebäude bis hin zu Industrie- und Lagerhallen.
Wände aus Geopolymer
Die Außenwände der innen hohlen Sembla-Steine bestehen aus einem zementfreien Beton . Als Ersatz-Bindemittel kommt ein Geopolymer zum Einsatz, dessen Herstellung nach Angaben von Polycare bis zu 70 % weniger CO2-Emissionen verursacht als klassischer Beton. Der Geopolymerbeton ist ein vollständig mineralischer Baustoff. Sein Bindemittel wird aus puzzolanischen Materialien hergestellt, die sowohl als natürliche Ressourcen vorkommen als auch als industrielle Nebenprodukte anfallen.
Aus Puzzolanen lassen sich hydraulische Beton-Bindemittel mit Zement -artigen Eigenschaften herstellen. Diese erhärten auch unter Wasser und bleiben danach dauerhaft wasserunlöslich. Natürliche Puzzolane bestehen vor allem aus Siliciumdioxid, Tonerde, Kalkstein, Eisenoxid sowie alkalischen Stoffen und werden aus vulkanischem Gestein beziehungsweise Vulkanasche gewonnen. Schon in der Antike beherrschten Menschen diese Kunst: Der römische Beton („ opus caementitium “) enthielt Puzzolane als Bindemittel.
Puzzolanische Bindemittel lassen sich aber auch aus industriellen Nebenprodukten wie Hochofenschlacke und Flugasche oder Sande und Stäube gewinnen, die in der Eisen- und Stahlindustrie beziehungsweise derzeit auch noch bei der Kohleverstromung anfallen. Bei diesen Nebenprodukten handelt es sich um die mineralischen Rückstände, die bei der Verbrennung von organischen Materialien wie Kohle, Erdöl oder Holz anfallen. Hochofenschlacke etwa besteht im Wesentlichen aus geschmolzenem Eisenerz-Gestein.
Ausgehärtete Geopolymere sind steinartige Materialien, die aber aus relativ langkettigen Molekülen bestehen. Insofern erinnert ihr chemischer Aufbau an Kunststoffe (Polymere). Deshalb hat sich der Begriff Geopolymer eingebürgert, wobei die Vorsilbe „Geo“ für den mineralischen Feststoff steht. Der Ausdruck ist allerdings auch irreführend, denn tatsächlich sind Geopolymere ja keine Kunststoffe . Sie sind aus Mineralmolekülen aufgebaut, nicht aus Kohlenstoffverbindungen.
Einfach zusammensetzbar
Sembla-Mauerwerk besteht aus trocken gestapelten Hohlblocksteinen, die durch spezielle Verbindungselemente fest zusammengehalten werden. Möglich sind sowohl ein- und zweischalige Wandaufbauten als auch dreischalige. Bei mehrschaligen Konstruktionen wird allerdings nicht – wie beim klassischen zweischaligen Mauerwerk – mit separaten Dämmschichten zwischen den Schalen gearbeitet. Stattdessen lassen sich die Hohlblocksteine selbst mit unterschiedlichen Dämmstoffen füllen. Auch Leitungen und Rohre lassen sich prinzipiell im Mauerwerk verlegen.
Die Steine werden ganz ohne Mörtel oder sonstige Mauerwerk-Kleber zusammengesetzt. Sie greifen mithilfe von Verbindungselementen ineinander. Dabei handelt es sich um speziell geformte Latten, die exakt in die Nutaussparungen der Steinwände hineinpassen (siehe Grafik). Auch hier kommt kein Kleber zum Einsatz. Dadurch lassen sich die Wandaufbauten bei einem späteren Rückbau einfach wieder auseinandernehmen. Das Material der Verbindungselemente war zum Redaktionsschluss dieses Beitrags übrigens noch nicht abschließend klar. Polycare testet aktuell noch, was sich aus statischen Gründen besser eignet: Verbindungslatten aus Holz oder aus recyceltem Kunststoff.
Die Recycelbarkeit hängt natürlich auch davon ab, wie man die Wände abschließend verkleidet beziehungsweise beschichtet. Ein verklebtes Wärmedämm-Verbundsystem ( WDVS ) an der Fassade oder eine direkte Putzbeschichtung würden die Wiederverwertbarkeit der Mauerbestanteile natürlich erschweren. Anders sieht es bei mechanisch befestigten Vorhangfassaden ( VHF ) oder Trockenbauverkleidungen im Innenbereich aus.
Bei solchen besonders kreislauffähigen Lösungen sind dann auch wieder die Verbindungselemente hilfreich. Man kann sie nämlich auch in die Nutöffnungen der fertigen Wandflächen (innen oder außen) einfügen. Dort ragen sie dann ein Stück aus der Maueroberfläche heraus und eignen sich zur Befestigung von Querlatten, an denen sich dann wiederum Vorhangfassaden oder Innenwandverkleidungen befestigen lassen.
12,5-cm-Mauerwerksraster
Das Sembla-System basiert auf dem klassischen 12,5-cm-Mauerwerksraster. Die Breite der Steine (Wandstärke) beträgt stets eben diese 12,5 cm. Eine zweischalige Rohbauwand ist somit 25 cm stark, eine dreischalige 37,5 cm. Je höher die Gesamtwandstärke, umso größer sind statische Belastbarkeit sowie Wärme- und Schallschutz der Wände.
Das System bietet zudem halb hohe Steine (12,5 cm) und ganze Steine mit einer Höhe von 25 cm. Außerdem werden vier verschiedene Steinlängen angeboten, wobei sich auch hier die Maße als ein Vielfaches von 12,5 ergeben. Der kleinste halbhohe Stein ist 25 lang, 12,5 cm breit und 12,5 cm hoch. Der größte ganze Stein dagegen hat eine Länge von 62,5 cm, eine Breite von 12,5 cm und eine Höhe von 25 cm.
Pilotprojekt in Düsseldorf
„Wir bieten mit Sembla eine Antwort auf die drängenden Herausforderungen und somit eine nachhaltige, zirkuläre und zukunftsfähige Art zu bauen“, sagt Polycare-Deutschland-Chef Andreas Kunsmann mit Blick auf die Tatsache, dass der Gebäudebereich für etwa 40 % der globalen CO2-Emissionen verantwortlich ist.
Aktuell wird das Geopolymer-Betonmauerwerk noch am Forschungsstandort des Unternehmens im thüringischen Gehlberg/Suhl hergestellt. Bis Ende 2024/Anfang 2025 soll aber ein eigenes Sembla-Produktionswerk in Nordrhein-Westfalen entstehen.
Auch das erste Kundenprojekt, bei dem das System zum Einsatz kommt, wird übrigens in NRW realisiert. Auf dem Düsseldorfer Areal Böhler soll ab dem zweiten Quartal 2024 ein zweistöckiges Bürogebäude mit 1.000 m2 Bruttogrundfläche entstehen, zusammengesetzt aus Sembla-Steinen. Für das Pilotprojekt musste der Bauherr bei der Obersten Bauaufsichtsbehörde von NRW noch eine gesonderte Genehmigung einholen. Eine allgemeine bauliche Zulassung ( abZ ) für das Sembla-System ist nach Polycare-Angaben aber bereits in Bearbeitung.
Über Polycare
Das deutsche Unternehmen Polycare Research Technology wurde 2010 von Gerhard Dust und Gunther Plötner im thüringischen Suhl (Ortsteil Gehlberg) gegründet. Ziel war es, ein Mauerwerksystem auf den Markt zu bringen, dass es Menschen weltweit erlaubt, mit einfachsten lokalen Materialien und ohne schweres Gerät erschwingliche und dauerhafte Häuser selbst zu bauen. Die beiden Gründer standen damals unter dem Eindruck der schweren Erdbebenkatastrophe auf Haiti, bei der im Januar 2010 in kürzester Zeit schätzungsweise 1,85 Millionen Menschen obdachlos wurden.
Als Ergebnis der Polycare-Forschung entstanden zunächst die sogenannten Polyblocks – steckbare Bauelemente, die sich ähnlich wie Lego-Steine leicht zu massivem Mauerwerk zusammenfügen lassen. Wie das neue Sembla-System basiert auch das Polyblock-Prinzip auf mit Dämmstoffen gefüllten Beton-Hohlelementen, die sich ohne Mörtel einfach zusammensetzen lassen. Stahlstäbe, die am Ende von oben nach unten durch die Steckmauer geführt werden, stabilisieren das System.
Als Füllstoffe für den Polyblock-Beton setzt Polycare auf lokal günstig verfügbare Gesteinskörungen. Das kann beispielsweise Bauschutt sein, je nach Weltregion aber zum Beispiel auch Wüstensand. Aber gilt Wüstensand nicht als ungeeignet für die Betonherstellung, weil seine Körner zu glatt und rund geschliffen sind? Das gilt zumindest bei Verwendung klassischer Bindemittel wie Zement. Für das Polyblock-System erhielt Polycare 2021 die Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik ( DIBt ) für den deutschen Markt.
Anders als die neuen Sembla-Elemente bestehen die Polyblocks also nicht aus Geopolymer-Beton. Stattdessen handelt es sich um eine Variante von Polymerbeton , den man in Deutschland bisher vor allem als Werkstoff für Entwässerungsrinnen kannte.
