Kreisläufe schließen: Brandschutzmaterial aus Sägemehl
Forschende der ETH Zürich und der Empa haben aus Sägemehl und dem Mineral Struvit ein rezyklierbares Material geschaffen, das feuerfest ist und im Innenausbau eingesetzt werden kann.
Sägemehl ist ein Nebenprodukt der Holzindustrie: Jährlich fallen weltweit Millionen von Tonnen davon an, die meist verbrannt werden. Durch die neuartige Anwendung kann das Sägemehl länger im Materialkreislauf gehalten werden. Das Forschungsteam nutzt in der Zusammensetzung Struvit, ein kristallines, farbloses Ammoniummagnesiumphosphat, das bereits für seine Eigenschaften im Brandschutz bekannt war. Bisher war es aufgrund seines Kristallisationsverhaltens schwierig, das Mineral mit Sägemehl-Partikeln zu verbinden. Die Forschenden nutzen nun ein Enzym, das sie aus den Kernen von Wassermelonen gewinnen, um die Kristallisation von Struvit zu kontrollieren. Nach dem Bindungsprozess wird das Material für zwei Tage verpresst, anschließend aus der Form genommen und bei Raumtemperatur getrocknet.
„Das Material ist gegenüber Druck stabiler als das ursprüngliche Fichtenholz senkrecht zum Verlauf der Holzfasern“, erklärt Ronny Kürsteiner, der das Verfahren im Rahmen seiner Doktorarbeit unter der Leitung von Ingo Bungert, Professor für holzbasierte Materialien an der ETH, entwickelt hat. So eigne es sich vor allem für den Innenausbau, denn Struvit trägt aktiv zur Erhöhung der Feuerfestigkeit bei. Unter Hitze zersetzt sich das Mineral, dabei werden Wasserdampf und Ammoniak freigesetzt – ein Vorgang, der kühlend wirkt.
Erste Schätzungen hätten gezeigt, dass das Material die gleiche Brandschutzklasse erreichen könnte wie herkömmliche zementgebundene Spanplatten. Diese sind heute im Innenausbau für Flammschutzanwendungen weit verbreitet. Sie bestehen aus 60 bis 70 Gewichtsprozent Zement, sind entsprechend schwer und haben aufgrund des hohen Energieverbrauchs bei der Zementherstellung eine schlechte Klimabilanz. Die Struvit-Sägemehl-Platten bestehen dagegen nur zu 40 Prozent aus Bindemittel und sind deutlich leichter. Ein weiterer wichtiger Vorteil: Die Struvit-Sägemehl-Platten können wieder in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden. Somit könnte das neue Material einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten.
In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden den Produktionsprozess weiter optimieren und skalieren. Ob sich das Material in der Baubranche durchsetzen wird, hänge vor allem von den Kosten des Bindemittels ab, sagt Kürsteiner. Das könnte sich jedoch durch das Erschließen eines weiteren Kreislaufs ändern: Struvit fällt nämlich in größeren Mengen in Kläranlagen an und verstopft dort die Abwasserrohre. „Diese Ablagerungen könnten wir als Ausgangsmaterial für unseren Baustoff verwenden“, so Kürsteiner.
