Projekt 15834/01

Entwicklung einer neuen BigBag Entleerstation und eines modifizierten Mischpumpenequipments für erdfeuchte Lehmmischungen

Projektträger

Lehmbau Peter Breidenbach (Claytec)
Nettetaler Str. 113
41751 Viersen
Telefon: 02153/918-10

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der verstärkten Nutzung von Lehmmörtel bzw. -putzen als Alternative zu energieintensiv gebundenen Baustoffen steht die umständliche Handhabbarkeit des Materials im Rahmen des modernen Baustellenablaufs entgegen. Bisher fehlen geeignete Baumaschinen und Hilfsgeräte, die eine Kosten sparende rationelle Verarbeitung moderner Lehmbaustoffe unterstützen. Im Rahmen des Projektes werden Hilfsgeräte und Techniken entwickelt, die zum einen die Nutzung von mehrwegfähigen Großgebinden ermöglichen und zum anderen den Einsatz von Putzmaschinen erleichtern. Dabei kommt es darauf an, die energetischen und ökologischen Vorteile der Lehmbaustoffe nicht zu nivellieren. Die Aufgabe besteht darin, die Durchmischung und die Förderung nichtrieselfähiger, feuchter, mit unterschiedlich langen Pflanzenfasern versetzten Lehmmörtel und -putzsorten technisch zu lösen. Die neuen Techniken sollten für die verarbeitenden Handwerksbetriebe erschwinglich bleiben.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEine Kombination experimenteller Rezepturänderungen der Lehmbaustoffe mit Detailentwicklungen im Bereich des Maschinenbaus kennzeichnet die geplante Vorgehensweise. Die Entwicklungsarbeiten werden von handwerklichen Praxistests begleitet. Die einzelnen Arbeitsschritte lassen sich in zwei Komplexe unterteilen. Die Konstruktion und der Bau von einfachen, baustellentauglichen Prototypen für die Entleerung von big bags schafft die logistische Voraussetzung für den verstärkten Einsatz mehrwegfähiger Großgebinde. Zugleich wird die Entleerstation als Schnittstelle zu Mischpumpen konzipiert. Der zweite Komplex konzentriert sich auf Experimente zur Entwicklung an maschinenbauliche Möglichkeiten angepasster Rezepturen. Die Rezepturen dürfen die ökologischen Vorteile der Lehmfasergemische nicht wesentlich einschränken. Parallel dazu werden Detailveränderungen an herkömmlichen Putzmaschinen bzw. Mischpumpen vorgenommen, mit den Rezepturen abgestimmt und erprobt. Am Ende steht ein Umrüstset für Putzmaschinen (geschlossene Systeme), dass die automatisierte Verarbeitung von Lehmputzen ermöglicht. Diese Entwicklungsschritte werden von einem oder mehreren Baumaschinenherstellern als Unterauftragnehmer unterstützt und durch handwerkliche Anwendungstests praxisnah gestaltet.


Ergebnisse und Diskussion

Lehmputze lassen sich nunmehr in einem definierten erdfeuchten Zustand mit einer angepassten Konsistenz industriell herstellen, in umgerüsteten baustellenüblichen Putzmaschinen und mit der entwickelten Entleerstation für Großgebinde auf der Baustelle rationeller verarbeiten. Dieses Projektergebnis stellt einen Durchbruch für die Verwendung ökologisch vorteilhafter erdfeuchter Rohehm-Pflanzenfaser-Putze dar.

Feuchter Lehm klebt und klumpt, mit Pflanzenfasern vermischt kommt eine Neigung zur Brückenbildung hinzu. Die Aufgabe bestand nun darin, diese Grundeigenschaften des natürlichen Materials an die von den meisten Handwerkern genutzten Baumaschinen anzupassen. Damit wird die während des Projektes deutlich beobachtbare Verdrängung dieser Naturbaustoffe durch synthetische energieintensiver hergestellte Lehmputze mit nur wenigen trockenen Tonmehlanteilen langfristig entgegengewirkt.

Zwei technische Ansätze wurden parallel verfolgt. Einerseits downstream die Umrüstung verschiedener Putzmaschinen, andererseits upstream die experimentellen Veränderungen der Materialkonsistenz auf der Produktionsanlage. Der upstream- Ansatz erwies sich als Schlüssel für die angestrebte Maschinengängigkeit ungetrockneter Lehmfaserputze. Eine zentrale Erkenntnis des Projektes ist, dass die einzelnen Prozessstufen bei der Herstellung von Lehmmischungen die angestrebte Maschinengängigkeit des Endproduktes stark beeinflussen. Nach Untersuchungen zur Notwendigkeit brückenbildender Strohfasern und Mischungsänderungen betrafen die Rezepturanpassungen in der zweiten Phase insbesondere den Mischvorgang, die Siebung und den Feuchtegehalt, weniger die Zusammensetzung. Die geringfügige Antrocknung der Lehmfasermischungen sollte eine definierte Erdfeuchte gewährleisten, denn schwankende Feuchtegrade erwiesen sich downstream als ein limitierender Faktor. Bei verschiedenen Standard-Putzmaschinen (z.B. PFT G5, MP 35) musste die als notwendig erkannte Vornässung, anders als bei Zwei-Kammer-Mischern (z. B. DUO), in der eigentlichen Nass-Mischkammer erfolgen. Bei den nachfolgenden Umbauten einer MP 35 der Fa. Putzmeister und einer G5 der Firma PFT stellte sich heraus, dass es von entscheidender Bedeutung ist, eine zusätzliche Wasserzufuhr möglichst frühzeitig in die Pufferzone einzubringen und mit dem Nassmischvorgang abzustimmen. Mit entsprechenden Veränderungen fanden erfolgreiche Praxistests statt. Entsprechend der Projektzielsetzung, möglichst einfache technische Lösungen für den handwerklichen Alltag zu entwickeln, wurden drei alternative Ansätze für Hilfsgeräte zum Entleeren von Big Bags mit erdfeuchten Lehm-Faserputzen verfolgt. Hoher logistischer Aufwand, teure Sonderanfertigungen und vor allen Dingen die letztlich unbefriedigende Handhabung sind die Gründe die gegen Dreibeine oder manuelle Seitenentleerung als simple Lösungsansätze sprechen. Die neu entwickelte transportable, hydraulische Hebevorrichtung für 1,5 to schwere Sackware (Big Bager) erwies sich als vergleichsweise bessere Lösung. Nach Vorstellung der Entwicklung auf der DEUBAU zeigte sich ein Interesse von Fertighausherstellern und Herstellern vorgefertigter Wandelemente. Vor Beginn des Projektes wurden Big Bags häufig nicht zurückgeführt. Mit der jetzt verfügbaren Entleerstation besteht die Möglichkeit die Säcke zerstörungsfrei und dennoch effektiv zu entleeren.

Ein weiterer ökologischer Effekt des Projektes ist die Erhaltung einer Lehmputzrichtung, die deutlich weniger Energie im Herstellungsprozess verschlingt und knappe Bodenressourcen schont. Der Vorteil der synthetischen (= künstlich zusammengesetzten) Lehmputze liegt in der mit Gipsputzen vergleichbaren problemlosen Verarbeitungsfähigkeit in Mischpumpen, darüber hinaus lässt sich diese pulverförmige Form des Lehmputzes aus den üblichen Silobehältern entleeren. Mit den jetzt in Putzmaschinen verarbei-tungsfähigen natürlich-restfeuchten Strohfaser-Rohlehmputzen bleibt eine kostengünstige und unter dem Gesichtspunkt der vollständigen Rohstoffverwertung ökologisch vorteilhafte Alternative überhaupt am Markt verfügbar.

Geht man davon aus, dass es zu einem Substitutionseffekt zwischen Trockenware und restfeuchten neuerdings maschinengängigen Mischungen kommen wird, ergibt sich in Zukunft eine Energieersparnis von 12-13 Liter (oder über 80%) Brennstoff pro Tonne restfeuchter Lehmmörtelmischung gegenüber der sonst nachgefragten Trockenware.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Seminar November 2001 Stukkateur-Meisterschule in Eslohe;
Seminar bei PFT in Darmstadt 2002; Mes-se DEUBAU/Putz-Stuck-Trockenbau 2002;
Ausbildung Fachkraft Lehmbau (DVL) Rudolstadt;
ZUKUNFT Lehmbau-10 Jahre DVL;
Ausrüstungsplaner für Putzmaschinen und Entleerstation.


Fazit

Die Herstellung von Lehmfaserputzen bzw. -mörteln in einem definiert erdfeuchten Zustand und einer angepassten Konsistenz wurde erprobt und optimiert. Handwerker können erdfeuchte Lehm-Fasermischungen in vorhandenen Putzmaschinen rationeller verarbeiten. Neue Ansätze bei der Logistik und Lagerung von Rohlehm zielen auf eine 0-Energie-Lösung für die definierte Restfeuchte.