Wissenschaftler forschen an Dämmstoff aus mineralisiertem Schaum

Wissenschaftler der TU Darmstadt forschen an einem mineralischen Dämmstoff, der brandsicher, wirtschaftlich und nachhaltig ist. Er kann flüssig direkt auf das zu dämmende Bauteil aufgetragen oder in Form gegossen werden.

„Die Basis für mineralisierten Schaum muss man sich im Prinzip wie Rasierschaum vorstellen“, sagt Dr.-Ing. Albrecht Gilka-Bötzow vom Institut für Werkstoffe im Bauwesen (WiB). So wird zunächst Wasser mit ein wenig oberflächenaktivem Stoff in einem Generator aufgeschäumt und dann für die nötige Festigkeit mit einem Zementleim vermischt. Nach dem Abbinden entsteht ein sehr leichter, rein mineralischer Dämmstoff. In welcher Zusammensetzung mineralisierter Schaum sich am zuverlässigsten mit gleichbleibend guten Eigenschaften herstellen lässt, hat Gilka-Bötzow im Rahmen seiner Doktorarbeit untersucht.

Inzwischen hat das Material seinen ersten Praxistest bestanden. Beim Bau der ETA-Fabrik, einer energieeffizienten Modellfabrik auf dem Campus der TU, wurde die Außenhülle des Gebäudes aus Fertigteilen errichtet, bei denen schon im Betonwerk die tragenden Betonteile mit dem neuen Dämmstoff vollflächig versehen wurden. Planung, Bau und Betrieb wurden und werden wissenschaftlich durch Forscher unterschiedlicher Fachbereiche der TU Darmstadt und weiterer Partner begleitet. „Da für das neue Material noch keine allgemeinen Regelungen existieren, mussten unter anderem Teile der Statik, die Wärmedämmung und der Brandschutz von der Baubehörde gesondert geprüft werden“, so Andreas Maier, ein eng kooperierender Forscherkollege vom Institut für Statik und Konstruktion (ISMD).

Die Vorteile des mineralisiertem Schaums: Der Dämmstoff ist nicht brennbar und kann vollständig recycelt werden. Mit mineralisiertem Schaum gedämmte Betonteile können beim Rückbau als ein materialkonformes Bauteil betrachtet werden, das sich durch einfaches Zermahlen wieder dem Stoffkreislauf zuführen lässt. Eine aufwendige Trennung der sonst sehr unterschiedlichen Materialien in Dämm-, Klebe- und Tragschicht beim Recycling ist nicht mehr nötig. Mit einer Wärmeleitfähigkeit ca. 0,06 W/(m · K) bei einer Dichte von von 180 kg/m³ lassen sich die Dämmeigenschaften mit denen von Glas- oder Steinwolle ähnlicher Rohdichte vergleichen.

Mineralisierter Schaum hat aber auch Nachteile. „Während des Abbinde- und Aushärtungsprozesses schwindet das Material etwas“, sagt Gilka-Bötzow. Eine Möglichkeit, diesem Problem zu begegnen, ist die Erforschung alternativer Zusammensetzungen. Aktuelle Forschungsarbeiten zielen darauf, den Zement, also das festigkeitsgebende Bindemittel im mineralisierten Schaum ganz durch Geopolymere zu ersetzen, erklärt Professor Eddie Koenders, der Leiter des WiB. Geopolymere sind alkalisch aktivierte zementfreie Bindemittel, die aufgrund ihrer besonderen Erhärtungsreaktion hohe Frühfestigkeiten und eine hohe Hitzebeständigkeit entwickeln. Sie weisen zudem ein im Vergleich deutlich niedrigeres Treibhauspotential auf. Mineralisierter Schaum kann dadurch noch nachhaltiger werden.

„Bei gesetzlichen Vorgaben wird die Nachhaltigkeit noch zu wenig beachtet“, gibt Koenders zu bedenken. Er plädiert dafür, den gesamten Lebenszyklus eines Dämmstoffs im Rahmen eines Gebäudeentwurfs stärker zu berücksichtigen. Also neben dem Beitrag zu Senkung der Betriebskosten auch den Energieaufwand für die Herstellung und Entsorgung mit zu betrachten. Diese wirklichkeitsnähere Betrachtung würde zudem die Konkurrenzfähigkeit von mineralisiertem Schaum als neuartigen brandsicheren Dämmstoff verbessern.

Quelle: TU Darmstadt