Furnierschichtholzrohre aus Buche sowie Bambus als Ankerstab im Grundbau und ressourcenschonende Alternative zu Stahl

Hintergrund des Projekts

Derzeit kommen als temporäre Baugruben- bzw. Böschungssicherungs-maßnahmen (Standzeit der Sicherung max. 2 Jahre) oftmals Spritzbetonwände mit Ankerstangen aus Stahl zur Anwendung. Dabei werden die Ankerstangen in ein vorher erstelltes Bohrloch in den Boden eingebracht. Zur Oberflächensicherung wird danach zwischen den Ankerköpfen im Regelfall eine Schale aus 10 bis 20 cm dickem Spritzbeton aufgebracht und mit den Ankerköpfen kraftschlüssig verbunden.

Speziell bei temporären Baugrubensicherungen sind nach Fertigstellung des Gebäudes die eingebohrten Ankerstangen nutzlos und verbleiben mangels Ausbaumöglichkeit im Baugrund. Damit gehen jedes Jahr viele tausend Tonnen Stahl dem Werkstoffkreislauf verloren.

Die Stahlankerstangen könnten durch Furnierschichtholzrohre ersetzt werden. Gegenüber dem Stahl besteht der Vorteil, dass Holz und Holzwerkstoffe im Boden verrotten und nach einigen Jahren nahezu rückstandslos verschwunden sind.

Projektziel

Für die angestrebte Substitution von Stahlankerstäben durch Holzrohre bearbeitet die Hochschule Rosenheim in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern drei Hauptaufgaben:

• Die optimierte Herstellung von Holz- bzw. Holzwerkstoffrohren.
• Die Erforschung der Verbundwirkung der Holz-Ankerrohre im Boden.
• Untersuchungen zum Trag-/Verformungsverhalten schubweich vernagelter Sicherungen

Furnierschichtholzrohre werden werksmäßig aus Schälfurnieren verklebt. Die Einzellänge der Rohre richtet sich nach der maximalen Lieferbreite von Schälfurnieren, welche derzeit bei ca. zwei bis drei Metern liegt. Es ist nun zu klären, wie im großen Maßstab aus Schälfurnieren Rohre mit kleinen Krümmungsradien hergestellt werden können. Erste Erfahrungen zeigen, dass ein einseitiges Befeuchten der Furniere vor dem Rollen und Verkleben von Vorteil sein kann. Die kurzen Rohrelemente müssen danach durch spezielle Techniken zu Stangen von 6 m Länge verbunden werden. Hierbei ist die optimale Verbindung noch zu ermitteln (in Frage kämen z. B. Keilzinkung oder Schäftung).

Innovation

Derzeit existieren keine Erfahrungen zum Verbundverhalten von Holzwerkstoffrohren im Boden. Das Langzeit-Kraft-Verformungsverhalten sowie die Materialeigenschaften unter ständiger Beanspruchung bei hoher Holzfeuchte sind ebenfalls zu erforschen.

Gleiches gilt für die Materialkennwerte des in einer Betonsuspension eingebetteten Holzwerkstoffs sowie dessen Widerstand gegenüber Holzschädlingen. Alle diese Punkte sollen im Rahmen des Forschungsvorhabens geklärt werden, damit diese ressourcenschonende Idee möglichst sicher in die Praxis umgesetzt werden kann.