Polymermodifizierter Porenbeton für hoch energieeffiziente Gebäude; Teilvorhaben: Laborexperimentelle Untersuchungen zur Formulierung und zu den Eigenschaften polymermodifizierten Porenbetons; Acronym: PolyPor

Abstract

Mit ca. 40 % des jährlichen Verbrauchs ist der Gebäudesektor noch vor den Bereichen Verkehr und Industrie der größte Energieverbraucher in Deutschland und trägt maßgeblich zur CO2-Emission bei. Allgemein herrscht Konsens, dass gerade im erstgenannten Bereich erhebliche Energieeinsparpotenziale liegen, die es vor dem Hintergrund des drohenden Klimawandels und der zunehmenden Ressourcenverknappung bei fossilen Brennstoffen zu nutzen gilt, um die Energieeffizienz signifikant und nachhaltig zu steigern. Neben der inzwischen auch gesetzlich geforderten zunehmenden Nutzung regenerativer Energiequellen für die Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung liegt ein seit längerem beschrittener Weg hierzu in der sukzessiven Steigerung der Qualität des baulichen Wärmeschutzes. Porenbeton ist ein seit langem eingeführter mineralischer Baustoff, der hohe Wärmedämmung mit hinreichender Festigkeit verbindet und hierdurch die Erstellung von Wandbauteilen in robuster monolithischer Bauweise ermöglicht. Sein aufgrund niedriger Rohdichte im Vergleich zu anderen Massivbaustoffen geringes Gewicht erlaubt große Stein- bzw. Bauelementformate und begünstigt auch angesichts hoher Maßhaltigkeit eine rationelle, kostengünstige Bauweise. Es hat sich jedoch bereits abgezeichnet, dass die durch Porenbeton ermöglichte monolithische Bauweise an ihre Grenzen stößt, da die Rohdichte und damit die Wärmeleitfähigkeit des konventionellen mineralischen Mauerwerksbaustoffs Porenbeton ohne Verlust an Tragfähigkeit kaum weiter abzusenken ist. Bereits die derzeit eingeführte Steinqualität der Festigkeitsklasse PP2 mit λ = 0,08 W/m∙K weist eine vergleichsweise niedrige Stoßfestigkeit und Kantenstabilität auf, die zu nicht unbeträchtlichem Ausschuss in der Produktion führen und die sich negativ auf Transport und Handling auf der Baustelle auswirken. Vor diesem Hintergrund besteht das primäre Ziel des als Verbundvorhaben konzipierten Forschungsprojekts Polymermodifizierter Porenbeton für hoch energieeffiziente Gebäude darin, Porenbeton auf Basis eines neuen, innovativen Produktgestaltungsansatzes im Rahmen anwendungsnaher Forschung so weiter zu entwickeln, dass die bewährte monolithische Bauweise den steigenden Ansprüchen an die Energieeffizienz auch künftig genügen kann. Unter Beibehaltung der eingeführten Produktionstechnologie sollen durch eine Modifizierung des mineralischen Baustoffs mit Polymerwerkstoffen als Additiven die mechanischen Eigenschaften derart verbessert werden, dass die Wärmeleitfähigkeit bei unveränderter bzw. gesteigerter Druckfestigkeit beispielsweise für die weit verbreitete PP2-Klasse unter den aktuellen Wert von λ = 0,08 W/(m·K) gesenkt werden kann. Angestrebt wird ein λ-Wert im Bereich 0,06 bis 0,07 W/(m·K). Darüber hinaus kann mit einer den Produktionsausschuss vermindernden und das Handling zur und auf der Baustelle erleichternden deutlich erhöhten Stoßfestigkeit gerechnet werden. Die zu erzielende Steigerung der Biegezugfestigkeit, die für auf Biegung beanspruchte Bauteile bedeutsam ist, bietet aufgrund verminderter Reißneigung nicht nur die Aussicht auf erhöhte Dauerhaftigkeit bei auf Biegung beanspruchten Bauteilen, wie bewehrten Stürzen, sondern auch die ökonomisch relevante Aussicht auf künftigen Verzicht auf die aufwändige Transportbewehrung bei wandhohen Elementen.

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