Projekt 23686/01

Entwicklung einer Leichtbauwand aus nachwachsenden Rohstoffen mit erhöhtem Feuerwiderstand

Projektträger

IPM Leichtbau GmbH
Rheinsalm 20
48369 Saerbeck
Telefon: 02574/98343-19

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Es war eine Leichtbauwand aus recycelbaren Stoffen zu entwickeln, die den Anforderungen an die Brandschutzklasse B1 (4102-1) genügt. Dieses sollte mit möglichst umweltfreundlichen Mitteln erreicht werden um eine spätere Recycelbarkeit zu gewährleisten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden¢ In einem ersten Arbeitspaket wurde ein Querschnitt der im Markt angebotenen Flammschutzmittel (FSM) gesammelt, um die z. Zt. angewandten Entwicklungen von Feuer hemmenden Mitteln zu vergleichen und entsprechende Lösungsansätze zu erarbeiten.
¢ Ausgangsmaterial (Papier) wurde mit Flamm hemmenden Mitteln ausgerüstet. Die imprägnierten Materialien wurden nach DIN 4102-1 (B2) geprüft. Des Weiteren untersuchte man, ob eine Applizierung der FSM eine weitere Verarbeitung (Leimauftrag, Flexibilität der Papiere etc.) zulässt.
¢ Dieses Arbeitspaket beinhaltet die Herstellung und Prüfung von Mustern der imprägnierten Papierwaben als Sandwichelement.
¢ Anschließend erfolgte eine Einschätzung der erreichten Flamm hemmenden Wirkung sowie eine Überprüfung auf Veränderungen mechanischer Eigenschaften gegenüber den Ausgangsmaterialien. In einer zweiten Versuchsreihe wurde das Papier hinsichtlich seiner Strukturschwächung durch die ver-wendeten FSM untersucht.
¢ Das fünfte Arbeitspaket beinhaltet die endgültigen Brandversuche, sowohl im praxisnahen Labortest als auch in einem zertifizierten Brandprüfungsinstitut.
¢ Das sechste Arbeitspaket diente der Auswertung aller Ergebnisse und der anschließenden Zusammenfassung in einem Schlussbericht.


Ergebnisse und Diskussion

Ziel war die Herstellung einer Papierwabenleichtbauwand mit erhöhtem Feuerwiderstand bei Erhalt der geringen Flächenmasse, des günstigen Preises und der problemlosen Entsorgung als organisch abbaubarer Rohstoff.

Vorversuche zeigten die Wirksamkeit von Flammschutzmitteln (FSM) auf dem Rohpapier. Eine Auswahl von FSM wurde in unterschiedlichen Wirkstoffkonzentrationen an Waben und Ausgangspapier geprüft und zeigte B2 Eigenschaften auch in erheblicher Verdünnung. Mit den effektiven FSM-Waben wurde eine Prototypenproduktion mit unterschiedlichen Wabengeometrien aufgelegt. An diesen Prototypen wurden die mechanischen Eigenschaften geprüft. Die mechanischen Eigenschaften sind gleichwertig zu den bisherigen - leicht entflammbaren - Wabenplatten. Beim großmaßstäblichen Brandversuch überwog der Einfluss des Rahmens (Holz- u. Holzwerkstoffe) den der flammgeschützten Fläche.
Hier konnten vollständige Elemente mit erhöhtem Feuerwiderstand durch Verwendung von Aluminiumrahmen oder eine spezielle Holzart erzielt werden. Das Vorhaben hat den technischen Weg zur Leichtbauwand mit erhöhtem Feuerwiderstand erfolgreich aufgezeigt. Ihr technisch wirtschaftliches Umset-zungspotenzial in die Praxis ist als sehr hoch einzustufen. Die Charakterisierung wesentlicher Eigenschaften muss - auch in Abhängigkeit der für Waben und Deckschichten verwendeten Materialien - mit teilweise noch festzulegenden Prüfverfahren umfassend erfolgen.

Eine Applikation des für die Wabenherstellung benötigten Ausgangsmaterials mit entsprechenden FSM ist bereits vor der Wabenproduktion möglich und wird in der Praxis inzwischen schon durchgeführt. Nachdem ein erster Hersteller, auch aufgrund unserer Initiative, inzwischen dazu übergangen ist schwerentflammbare Papierwaben herzustellen, kann festgestellt werden, dass die laufende Forschungsarbeit bereits jetzt zu einem Umdenken in der Papierwabenherstellung geführt und damit ihre Aktualität bestä-tigt hat.

Nach Aussagen des Herstellers ist die Produktion dieser so genannten B1-Waben natürlich abhängig von der Nachfrage. Größere Chargen werden z. Zt. nach Großbritannien geliefert, wo das Thema Brandschutz, auch aufgrund der strengeren Gesetzgebung, ein entsprechend höheres Interesse findet als z. B. in Deutschland. Dieses neue Produkt steht natürlich noch am Anfang der Vermarktung, nichts desto trotz besteht nach Herstellerangaben aber inzwischen großes Interesse.
Eigene Untersuchungen der B1-Wabe dieses Herstellers zeigten zwar ein positives Ergebnis bzgl. der Flamm hemmenden Wirkung - bzgl. der mechanischen Eigenschaften sowie der Umweltverträglichkeit zeigten sich aber deutliche Defizite gegenüber der in dieser Forschungsarbeit entwickelten Wabe auf Altpapierbasis. Eine Fortführung der Forschungsaktivitäten in diesem Bereich ist wünschenswert.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Veröffentlichungen und Anzeigen in Tageszeitungen und Fachmedien.
Ergebnisverbreitung über die Internetpräsenz der ipm Leichtbau GmbH und der FH-Münster.


Fazit

Die Projektergebnisse eröffnen dem Leichtbau mit Papierwaben ein beachtliches Anwendungspotenzial auch in Bereichen mit Brandschutzanforderungen. Die Arbeit zeigt, dass flammhemmend ausgerüstete Papierwaben in hoher Qualität mit moderaten Mehrkosten hergestellt werden können und in allen An-wendungen des Leichtbaus zum Einsatz gelangen können.
Die Forschungsarbeit ist erfolgreich verlaufen. Sie kann dazu beitragen, eine größere Akzeptanz für die neuen, schwer entflammbaren Leichtbauwände zu schaffen. Weitergehende Untersuchungen zur Be-stimmung der wesentlichen Eigenschaften der Leichtbauplatten sind wünschenswert.