Entwicklung einer Schnellhärtungsmethode für die klebtechnische Fertigung von Holzbauelementen im mehrgeschossigen Hausbau

Abstract

Das Vorhaben hat gezeigt, dass die beschleunigte Aushärtung geklebter Holz-Stahl-Verbindungen grundsätzlich technisch realisierbar ist und gegenüber konventionellen Aushärteprozessen deutliche Zeitvorteile bietet. In den frühen Arbeitspaketen wurden belastbare Randbedingungen für Materialien, Klebstoffsysteme, Anschlussgeometrien und Erwärmungsprinzipien definiert. Die anschließende Charakterisierung der Klebstoffe zeigte, dass insbesondere flüssige 2K-Systeme unter gezielter thermischer Aktivierung ein hohes Potenzial für eine schnelle Festigkeitsentwicklung besitzen. Im Bereich der induktiven Erwärmung konnte an eingeklebten Gewindestangen bereits nach kurzer Zeit ein handfester Zustand mit deutlich erhöhter Frühtragfähigkeit erreicht werden. Auch die resistive Erwärmung erwies sich prinzipiell als geeignetes Konzept. Darüber hinaus wurden mit künstlicher Klimabelastung erste Aussagen zur Dauerhaftigkeit getroffen. Für die untersuchten flüssigen Klebstoffsysteme zeigten sich dabei nur geringe bis keine negativen Auswirkungen auf die mechanische Leistungsfähigkeit der Verbunde. Die Arbeiten an den Demonstratoren führten zu funktionsfähigen prototypischen Lösungen. Die Drahtwickeleinheit wurde erfolgreich in einen funktionsfähigen Prototyp überführt. Auch für die induktive Erwärmung wurde ein flexibler, prototypisch umgesetzter Ansatz realisiert. Eine vollständige Überführung in ein baustellentaugliches mobiles Serienkonzept konnte im Projekt jedoch nicht abgeschlossen werden, da hierfür zusätzliche arbeitsschutz-, zulassungs- und haftungsrelevante Anforderungen maßgeblich wurden. Zudem zeigte sich, dass die beschleunigte Aushärtung der Klebstofftapes weiterhin technisch herausfordernd ist. Insbesondere im Hinblick auf Aufschäumverhalten, Temperaturführung und Festigkeitsentwicklung besteht hier weiterer Optimierungsbedarf. Parallel dazu konnten durch die numerischen Arbeiten in AP5 wesentliche Grundlagen für die Modellierung des Erwärmungs- und Aushärtungsverhaltens sowie für die spätere Prozessvalidierung geschaffen werden. Insgesamt wurde damit ein verwertbarer wissenschaftlich-technischer Stand erreicht, auf dem sowohl für Folgeprojekte als auch für eine spätere industrielle Umsetzung aufgebaut werden kann.