Holz-Beton-Verbundsysteme
Wir erforschen Holz-Beton-Verbundsysteme (HBV-Systeme) als eine Alternative zu Stahlbeton. Sie eignen sich insbesondere für den Einsatz unter Biegebeanspruchung, in welchem hohe Zugspannungen an der Unterseite des Verbundsystems auftreten, etwa bei Unterzügen oder Deckenplatten. Anstelle von Stahl wird Holz eingesetzt, um die im Verbund auftretenden Zugkräfte aufzunehmen.
Beispielsweise entwickeln wir Deckenplatten, bei denen zunächst eine Balkenkonstruktion mit einer Decklage aus Holzwerkstoffplatten installiert wird. Die Decklage ist fester Bestandteil der Konstruktion und dient gleichzeitig als Schalung und mögliche Stützung der Decke. Sie wird mit einem Kleber bestrichen und anschließend mit Frischbeton ausgegossen. Die Betonschicht sorgt für eine hohe Festigkeit in der Druckzone, während das Holz Zugkräfte aufnimmt. Im Verbund ergibt sich somit eine hohe Biegefestigkeit. Im Vergleich zu Stahlbetondecken werden große Anteile an Zugbewehrung und Beton eingespart. Außerdem erleichtern HBV-Systeme die Verarbeitung auf der Baustelle, denn im Gegensatz zur konventionellen Bauweise wird die Schalung nach Aushärtung des Betons nicht entfernt.
Holz-Faserverbundkunststoff-Systeme
Holz hat eine relativ hohe Festigkeit im Verhältnis zu seinem Gewicht und bietet zudem eine hohe Anpassungs- und Verarbeitbarkeit. Allerdings ist die Zug- und Druckfestigkeit von Holz vergleichsweise gering, wodurch es sich in tragenden Konstruktionen bisher nur eingeschränkt verwenden lässt. Durch die Kombination mit Faserverbundkunststoff lässt sich dieser Nachteil ausgleichen. Wir entwickeln passende Faserverbundkunststoffe und Herstellungsverfahren für Holz-Faserverbundkunststoff-Systeme (Holz-FVK-Systeme).
Ein Forschungsansatz besteht darin, mehrere Lagen von Polymermatrix und Verstärkungsgewebe als Zugkomponente in eine Holzkonstruktion einzubringen. Hierfür testen wir verschiedene Herstellungsmethoden. Per Vakuuminfusion lässt sich eine hohe Qualität und Reproduzierbarkeit erzielen. Das Hand-Lay-Up-Verfahren ermöglicht in-situ-Anwendungen. Somit kann Faserverbundkunststoff sogar zur Verstärkung bestehender Holzkonstruktionen eingesetzt werden, sofern die Holzbauteile zugänglich sind.
Fraunhofer-Institut für Holzforschung 
