Projekt 05468/01

Entwicklung und Erstellung einer Experimentalanlage zur industriellen Herstellung von Universalbauplatten aus Lehm und nachwachsenden Rohstoffen

ProjekttrÀger

Klinkerwerke Heinrich W. Muhr
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46446 EmmerichZielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel des Projektes ist die erstmalige Erprobung und Optimierung eines patentierten Verfahrens zur automatisierten Herstellung einer ebenfalls patentierten und neuartigen, mehrschichtigen Bauplatte aus Pflanzenfasern und Leichtlehmkomponenten Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Projektablauf entspricht dem ĂŒblichen Ablauf einer technischen Entwicklung: Konstruktion, Bau , Erprobung, Optimierung der Anlagentechnik. Ein besonderes Merkmal dieses Projektes stellt die Kooperation zwischen einem Klinkerhersteller (Fa. Muhr) und einem Hersteller von Lehmprodukten (Fa. Breidenbach) dar. Der Entwicklungsprozeß zur Konstruktion der Anlage wird von beiden gemeinsam durchgefĂŒhrt. Die Fa. Muhr baut die Anlage und befasst sich insbesondere mit der Optimierung der Anlagentechnik. Der Kooperationspartner Fa. Breidenbach ĂŒbernimmt im weiteren Verlauf des Projektes die auf das Produkt ausgerichteten Entwicklungsaufgaben (z.B. bauphysikalische PrĂŒfungen). Generell hat die Inbetriebnahme und FunktionsfĂ€higkeit der Anlagentechnik vorrang vor experimentellen Arbeitsschritten des Projektes. Daneben stellt die Vorbereitung und DurchfĂŒhrung bauphysikalischer PrĂŒfungen ein Novum im Lehmbau dar, die hier fĂŒr ein neu entwickeltes Lehmbauteil erstmals umfassend durchgefĂŒhrt werden. Ergebnisse und Diskussion 1. Das Herstellungsverfahren Die technische Problemstellung besteht darin, das Leichtlehmgemisch auf ein Textilgewebe aus Jute schichtweise aufzutragen mit dazwischen eingebetteten mehrlagigen Schilfrohrhalmen zur Armierung. Das grundlegende VerstĂ€ndnis dieser technischen Aufgabe als eine Beschichtung von Textilgewebe fĂŒhrte zu einer Systeminnovation, die auf der TechTextil den Innovationspreis 1997 erhielt. Die Anlage besteht im wesentlichen aus 4 Teilen - von der Mischanlage bis zur Kalibrierung - und weist eine LĂ€nge von ĂŒber 50 m auf, wobei jede Teilstrecke technische Detailprobleme birgt. Nach bisherigen Erfahrungen haben sich die anfĂ€nglichen Probleme bei Förderung des Materialgemisches ĂŒber lĂ€ngere Distanzen durch den Einsatz feinstkörniger Lehme mit höheren Tonanteilen verbessert. DarĂŒber hinaus konnte bewiesen werden, daß technische Detailprobleme mit den schwankenden QualitĂ€ten natĂŒrlicher Rohstoffe (Lehmarten, Jutegewebe, Schilfrohr etc.) sich auch im Rahmen eines automatisierten Industrieverfahrens lösen lassen. Die Abkehr von einer chargenweisen Trocknung, wie z.B. bei Lehmbausteinen, hin zu einer kontinuierlichen Trocknung des Plattenstranges hat Innovationscharakter. Vor allem durch ein besseres VerstĂ€ndnis der technisch-physikalischen ZusammenhĂ€nge im laufenden Betrieb konnten Lösungswege erarbeitet werden, die in Zukunft zu einer wesentlichen Senkung des Energiebedarfs fĂŒhren werden. Dabei erscheint es aus heutiger Sicht besonders wichtig, eine kontinuierlichere und höhere Produktionsleistung zu erzielen. 2. KreislauffĂŒhrung Die gut verwertbaren ausgefilterten StĂ€ube und feste Zuschnittreste werden in den Mischer zurĂŒckgefĂŒhrt und auf diese Weise direkt im Produktionsprozeß wiederverwertet. 3. Bauphysikalische Eigenschaften der neuen Platte Die Lehmbauplatte wurde entsprechend amtlicher PrĂŒfbedingungen der Klasse B1 zugeordnet. Selbst bei einfachsten Konstruktionen gelang der Nachweis eines Feuerwiderstandes entsprechend F30. In orientierenden PrĂŒfungen konnte sogar ein F90 Feuerwiderstand erreicht werden. Die hervorragenden Schallschutzeigenschaften mit bis zu 57 dB bei einfachen Trockenbaukonstruktionen bieten auch unter Kostengesichtspunkten beim Bau von Decken, InnenwĂ€nden und Vorsatzschalen eine leistungsfĂ€hige Alternative. FĂŒr viele Planungsentscheidungen wird die Lehmbauplatte damit eine berechenbare GrĂ¶ĂŸe und kann bei Ausschreibung besser als bisher berĂŒcksichtigt werden. 4. Verarbeitungstest Ohne Nutung der Platte erweist sich eine Stoßausbildung im Feld als stabil. Die Armierung der StĂ¶ĂŸe mit Gewebestreifen genĂŒgt selbst bei hohen TorsionskrĂ€ften. HandelsĂŒbliche Gipskarton- und HohlraumdĂŒbel lassen sich problemlos in der Platte befestigen. Ebenso berichten die Tester vom Zuschnittverhalten, daß ĂŒbliche KreissĂ€gen und StichsĂ€gen sauber, schnell und relativ staubarm arbeiten. Insgesamt zeigt sich, daß fĂŒr die Verarbeitung keine zusĂ€tzlichen Entwicklungen fĂŒr Kleber, Befestigungsmaterial oder Werkzeuge notwendig sind. Die hohe StabilitĂ€t bei Durchfeuchtung der Platte und ihre ausreichende kapillare LeitfĂ€higkeit erlauben den Einsatz als verlorene Schalung. Damit ergeben sich Arbeitserleichterungen bei bestimmten Innenausbauten. 5.Modifikationen Zum einen konnte eine Lehmbaufliese hergestellt werden, deren einlagige Schilfrohrarmierung bei einer StĂ€rke von 15 mm zu erheblich besserer Auslastung der Produktionsanlage fĂŒhrt. Die Fliese lĂ€ĂŸt sich auf schadhaften, unsauberen UntergrĂŒnden leicht und ohne große Vorbereitung verarbeiten. Die Verformbarkeit der leicht restfeuchten Fliese und die reversiblen Lehmkleber erfĂŒllen Anforderungen des Denkmalschutzes, z.B. zum Erhalt lebendig geformter OberflĂ€chen. Zum anderen zeigen Experimente zur Integration einer WandflĂ€chenheizung in die Platte bei Hexatherm und die Entwicklung einer Akustikplatte durch Beschichtung mit einem speziellen Feinputz weitere AnsĂ€tze fĂŒr Produktvariationen. Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation Die Lehmbauplatte wurde auf der DEUBAU in Essen 1996, auf der Lehm ÂŽ97 und im Rahmen der Swissbau in Basel als Neuheit prĂ€sentiert. Auf der wichtigsten britischen Baumesse Interbuilt in Birmingham im Dezember 1997 sorgte ein namhafter Vertriebspartner in Großbritannien fĂŒr große Aufmerksamkeit. Ferner ist die Platte als ein Bauteil in die neu verfassten Regeln zum Bauen mit Lehm des Dachverbandes Lehm aufgenommen und beschrieben worden. Fazit Erst am Ende des Jahres ÂŽ98 wird eine ca. 30%-KapazitĂ€tsauslastung der Anlage erreicht. Mit Hilfe der Förderung ließen sich die Anlaufprobleme bei allen Einzelkomponeten der Anlage, von der Steuerung bis zum Zuschnitt und beim Zusammenspiel der insgesamt vier Module der Anlage lösen oder es wurden Lösungswege herausgearbeitet. Aus einem nur als Patentschrift bestehenden Plan ist eine funktionsfĂ€hige und teilweise schon optimierte Produktionsanlage entstanden, die ein neues Produkt aus Leichtlehm und nachwachsenden bzw. natĂŒrlichen Rohstoffen in verschiedenen Varianten umweltfreundlich herstellt. Damit hĂ€lt die Industrialisierung auch im Lehmbau Einzug. Zusammen mit den amtlichen BaustoffprĂŒfungen und Verarbeitungstests erschließen sich neue Anwendungsgebiete (z.B. im Trockenbau) fĂŒr den Baustoff Lehm. Das doppelte Risiko einer MarkteinfĂŒhrung fĂŒr ein neues Produkt bei gleichzeitiger Erprobung des dafĂŒr nötigen automatisierten Herstellungsverfahrens im industriellen Maßstab konnte im wesentlichen gemeistert werden.

Übersicht

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Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Fördersumme

309.450,21 €

Förderzeitraum

20.11.1995 - 17.12.1998