Holzleichtbeton
Potenziale von Holz-Zement-Mischungen

Holzleichtbeton ist ein Verbundmaterial aus Sägespänen, Zement, Wasser und gegebenenfalls Additiven. Der organische Zuschlagstoff – vor allem Nadelhölzer wie Fichte und Tanne, teils auch Birke, Esche und Linde – bedingt eine Reihe von funktionalen und konstruktiven Vorteilen. So ist das Material deutlich leichter als herkömmlicher Beton und weist bessere wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften auf – in Verbindung mit thermischen und akustischen Anforderungen in raumumschließenden Flächen. Ziele beim Holzleichtbeton sind einerseits eine bessere Ausnutzung des (Baum-)Holzes, also die Verwertung von Schwachholz und Holzreststoffen, andererseits eine Optimierung baukonstruktiver und bauphysikalischer Kenngrößen unter Beibehaltung der positiven Eigenschaften des Holzes.

Das Material unterscheidet sich von herkömmlichen Holzverbundwerkstoffen durch höhere Rohdichten, typisches Sprödbruchverhalten, geringe hygrische Längenänderung sowie Nichtbrennbarkeit (bei organischem Massenanteil <15 Prozent). Wesentlichen Einfluss auf Festigkeit und Verarbeitbarkeit von Holzleichtbeton haben der Wasser-Zement-Wert und das Holz-Zement-Verhältnis. Bei Stoffzusammensetzungen mit Rohdichten um 800 kg/m³ können Druckfestigkeiten bis 10 N/mm² und Biegefestigkeiten bis 3 N/mm² erzielt werden. Der Zuschlagstoff Holz beeinflusst wesentlich die statischen Qualitäten des Materials, das heißt, je größer der Holzanteil ist, desto stärker nehmen die Festigkeitswerte ab. Holzleichtbetone weisen einen höheren Zementgehalt im Vergleich zu klassischen Betonmischungen auf. Der verzögernde Einfluss des Holzzuckers auf den Abbindevorgang lässt sich durch Vorbehandlung der Holzpartikel mit Mineralisierungsadditiven oder den Einsatz spezieller Schnellzemente unterbinden.

Holzleichtbeton verbessert die Wärmespeicherfähigkeit sowie das thermodynamische Verhalten des Bauteils, er erreicht im Bereich von Gebäudefassaden bezüglich der Wärmeleitfähigkeit Werte, die mit denen von Porenbeton vergleichbar sind. Aufgrund seiner besonderen Eigenfarbigkeit und der vielfältigen Möglichkeiten der Gestaltung eignet sich Holzleichtbeton gut für sichtbare Anwendungen, im Bereich der Fassade sowie des Innenraums als Bekleidung von Decken oder Wandflächen. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass Bauteile aus Holzleichtbeton als akustische Decken- bzw. Wandabsorber die Nachhallzeiten reduzieren und die Raumakustik verbessern können. Das Material erreicht hinsichtlich des Brandschutzes die Baustoffklasse A2 und bietet dadurch insbesondere für Innenräume Einsatzmöglichkeiten im baulichen Brandschutz.

Bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts kombinierte man die Reste aus der Holzbearbeitung mit anorganischen Baurohstoffen und verwendete das entstehende Material für Fußbodenestriche und Putze. In den 1920er Jahren, einer Zeit, in der Architekten vielfältig mit Materialentwicklungen experimentierten, fanden Steinholzböden Eingang unter anderen beim Bauhausgebäude in Dessau oder den Laubenganghäusern in Dessau-Törten. Anfang der 1930er Jahre wurden mit der Patentierung von einschlägigen Verfahren die Grundlagen zur Herstellung von »Holzspanbeton« geschaffen, der sich vor allem in Österreich unter den Produktnamen »Holzspan-Mantelstein« und »Holzspan-Mantelbetonplatte« auf dem Baumarkt etablierte. In Deutschland arbeitete man nach dem Zweiten Weltkrieg aufgrund von Baustoffmangel mit Holzwerkstoffen, die mit Zement gebunden wurden, und Ende der 1960er Jahre griff man in der Deutschen Demokratischen Republik diesen Ansatz für einen kostengünstigen Kleinwohnungsbau sowie für landwirtschaftliche Bauten zeitweise wieder auf.

Die Gewichtsersparnis (Wand- und Deckenkonstruktion) und die Ressourcenverknappung (Sand, Kies) führten dazu, dass man sich seit über einem Jahrzehnt wieder eingehender mit diesen Konzepten beschäftigt. Darüber hinaus gewinnt das Kompositmaterial durch eine weitreichende Recyclingkette im Zuge der Neubewertung von Energie- und Stoffströmen an Bedeutung.

An der Georg-Simon-Ohm-Hochschule in Nürnberg wird fakultätsübergreifend im Rahmen von aktuellen Forschungsprojekten an verbesserten Materialeigenschaften – Kombination mit Textilbewehrung – und der Erweiterung des Einsatzspektrums des Holzverbundwerkstoffs gearbeitet. Neben der Optimierung von Holzleichtbeton als Material für plattenförmige Wand- und Deckenbauteile soll darüber hinaus die Funktionsfähigkeit und Alltagstauglichkeit dieses Verbundwerkstoffs im Rahmen von Demonstrationsprojekten aufgezeigt werden. Die bisherigen experimentellen Arbeiten belegen, dass Holzleichtbeton hinsichtlich seiner funktionalen und konstruktiven Eigenschaften gegenüber Konkurrenzprodukten durchaus marktfähig ist und zusätzlich ästhetische Vorteile bei der Gestaltung von hochwertigen Oberflächen aufweist.