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Forschungprojekt: Welche Möglichkeiten bieten multifunktionale Klebstoffsysteme für den Holzbau?

„Konstruktionen mit öffentlicher Nutzung, besonders kommunale Bauten und Brücken, werden überwiegend aus Beton gebaut, weil man glaubt, dass dieses Material langlebiger sei“, beobachtet Prof. Dr. Markus Jahreis, Dozent an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE). Welche Möglichkeiten multifunktionale Klebstoffsysteme für den Holzbau bieten, wird im Rahmen des Forschungsprojekts SmartTimbA untersucht.

Forschungprojekt: Welche Möglichkeiten bieten multifunktionale Klebstoffsysteme für den Holzbau?
Klebefuge in einem Holzteil. Christoph Winkler. Foto: HNEE

Die Folge der Vorbhalte sei, dass beispielsweise Holzbrücken häufiger überprüft werden müssen, als im üblichen Turnus von Stahlbetonbrücken. Das wiederum treibt die Betriebskosten in die Höhe, wodurch die Erstellung einer Konstruktion in Holzbauweise unwirtschaftlich wird. Die Lösung wäre aus Sicht des HNEE-Wissenschaftsteam im Forschungsprojekt SmartTimbA, ein kontinuierliches Monitoring, also die Überwachung von mechanischen Kenngrößen und Feuchtewerten. „Damit können Problemstellen schneller und einfacher erfasst und repariert werden. Das spart in der Gesamtbetrachtung Kosten, da kleine Ausbesserungsarbeiten günstiger als eine Komplettsanierung sind“, erklärt Prof. Dr. Ulrich Schwarz.

Im Projekt SmartTimbA wird eine neuartige Methode untersucht, bei der multifunktionelle Klebstofffugen zum Einsatz kommen. Diese werden als zerstörungsfreie Sensoren schon bei der Produktion von großen Holzbauteilen zum Beispiel für Hallendächer, Brückenträger oder Stützen aus Brettschichtholz integriert.

Entwickelt wird eine Technologie, mit der diese Klebstoffe hergestellt und optimal in die relevanten Stellen des Holzbauteils eingebracht werden können. „Dazu nutzen wir elektrische Messtechnik und entwickeln neue Methoden, um Signale aus Änderungen zu differenzieren. Wir wollen die Signale verstehen und sie mechanischen Größen wie Druck, Zug und Schub zuordnen“, erklärt Christoph Winkler, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt, das Verfahren.

Mit den multifunktionellen Klebstoffen wäre künftig ein permanentes und günstiges Last- und Feuchtemonitoring möglich. „So könnte man beispielsweise Holzbrücken, über die regelmäßig schwere Lastzüge fahren, kontinuierlich überwachen, indem mechanische Spannungen im Material bei Überfahrten durch den Klebstoff detektiert werden. Erreichen die Spannungen kritische Werte, kann eine Warnung erfolgen“, ergänzt Prof. Dr. Markus Jahreis. Das Sicherheitsniveau für das Bauwerk steige und die Prüf- und Wartungskosten würden sinken. Das Bauen mit Holz wäre damit auch für die öffentliche Hand wieder attraktiver.

HNEE-Projektseite „Entwicklung eines multifunktionalen Klebstoffsystems zur Abbildung von Schadensszenarien in Holztragwerken (SmartTimbA)“