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Konzeption einer neuen Lehmbauweise mit maschineller Einblastechnik

Wohnung + Gesundheit 102, Frühjahr 2002, S. 59-60

Als Basis dieser neuen Konzeption sollten in einem gemeinsamen Projekt verschiedene Versuche unternommen werden, Lehm maschinell so zu fördern, dass eine sofortige Stabilität und Festigkeit der aufgebrachten Masse ohne weitere Armierungsvorrichtungen erreicht werden kann.

Hierbei sollten Schalungen und Ausfachungen in Holzständerkonstruktion mit Lehmfüllungen so hergestellt werden, dass lediglich eine einseitige Schalung oder Hilfskonstruktion erforderlich wird. Die Vorstellungen sahen eine spezielle Fördertechnik vor, die erdfeuchten Lehm mit hohem Druck in die Wand presst und fest verdichtet. Der zur Realisierung gebildete Arbeitskreis setzte sich personell aus einem Baubiologen, einem Lehmbauer und Verputzermeister, dem Inhaber einer Maschinenbaufirma und einer Architektin zusammen.

Erste Versuche
Die ersten Versuche wurden mit Erdaushub von einer Baustelle vorgenommen. Von diesem unaufbereiteten Material wurden die Steine grob aussortiert und tonige Verklebungen mit einer Schaufel zerkleinert. Der Lehm wurde so in den Einfülltrichter der Fördermaschine geschaufelt und durch die Beaufschlagung von Druckluft mittels eines Kompressors durch das angebaute Schlauchsystem gedrückt. Über einen Spritzdüsenausgang wurde das Material dann auf eine senkrechte Wandfläche geblasen. Dort bildete sich eine sofort haftende, verdichtete Lehmmasse, die in beliebiger Schichtstärke aufgebracht werden konnte. Die Versuche erfolgten auf unterschiedlichen Materialien wie Mauerwerk, betonierter Fläche und Holzwerkstoffen. Die erzielten Ergebnisse hinsichtlich Möglichkeit und Ergebnis stimmten optimistisch. So wurde als nächster Schritt die maschinelle Verarbeitung spezieller Lehmgemische vorgesehen Auf einer einseitig geschalten Holzständerkonstruktion wurden unterschiedliche Ausfachungen hergestellt. Die Gemische wurden mit aufbereitetem Lehm und verschiedenen Zuschlagstoffen wie Papierfangstoffen, Hanfschäben, Holzpellets, Kork und Altglasgranulat angemischt und eingeblasen.
Parallel wurde auch versucht, den Zuschlagstoff und die Lehmschlämme getrennt zu fördern und am Düsenausgang über einen Bypass zu verbinden. Die Resultate übertrafen alle Erwartungen. Durch das Verfahren konnte ein sofort verfestigter, ebener Wandaufbau ähnlich einer Betonierung in kürzester Zeit ohne große körperliche Anstrengung hergestellt werden.

Weiterentwicklung zur Serienreife
Im Detail gab es Problemstellungen zu bewältigen. Die angedachte Aufbereitung der Materialien vor Ort zeigte sich bald als eine zu aufwändige Lösung. Die unterschiedlichen Qualitäten der Aushübe waren nicht kontinuierlich maschinengängig. Auch das Mischen von aufbereitetem Lehm mit den entsprechenden Zuschlagstoffen bedurfte eines relativ großen Maschinenparks und vieler Handgriffe. Bestimmte Versuchsebenen unterlagen während des Trocknungsvorganges auch einer Schrumpfung.
Zu diesem Zeitpunkt fand man Kontakt zu einem Ziegelwerk in der Region, welches seine Produktion unterbrochen hatte, um nach anderen Möglichkeiten einer Existenzsicherung zu suchen. Der Betreiber zeigte großes Interesse an den Ideen für die geplante Lehmeinblastechnik. Erfreulich war auch seine ganzheitliche Denkweise und Orientierung zur Ökologie insgesamt. Somit konnte er als wichtiger Partner für die Herstellung der entsprechenden Gemische hinzugewonnen werden. Durch weitere Versuche arbeitete man sich so gemeinsam an die idealen Rezepturen der Gemische und eine optimale Aufbereitungstechnik heran. Hierbei stellte sich heraus, dass nur mit ganz bestimmten Zuschlagstoffen, deren richtigen Aufbereitungsverfahren sowie der jeweilig angepass-ten Maschineneinstellung dauerhaft beständige und qualitativ einwandfreie Ergebnisse erreicht werden konnten. Die fertigen erdfeuchten Mischungen wurden in Big-Bags angeliefert und in den Maschinentrichter eingebracht. Beim Einblasvorgang wurde jetzt mit höherem Druck und ohne Wasserzugabe gearbeitet. Hierdurch konnte die Schrumpfung fast vollständig aufgehoben werden. Entstandener Rückprall wurde der Maschine erneut zugeführt bzw. konnte als Füllung für Deckenaufbauten verbleiben.

Plattenherstellung mit dem Einblasverfahren
Im Detail gab es Problemstellungen zu bewältigen. Die angedachte Aufbereitung der Materialien vor Ort zeigte sich bald als eine zu aufwändige Lösung. Die unterschiedlichen Qualitäten der Aushübe waren nicht kontinuierlich maschinengängig. Auch das Mischen von aufbereitetem Lehm mit den entsprechenden Zuschlagstoffen bedurfte eines relativ großen Maschinenparks und vieler Handgriffe. Bestimmte Versuchsebenen unterlagen während des Trocknungsvorganges auch einer Schrumpfung.
Zu diesem Zeitpunkt fand man Kontakt zu einem Ziegelwerk in der Region, welches seine Produktion unterbrochen hatte, um nach anderen Möglichkeiten einer Existenzsicherung zu suchen. Der Betreiber zeigte großes Interesse an den Ideen für die geplante Lehmeinblastechnik. Erfreulich war auch seine ganzheitliche Denkweise und Orientierung zur Ökologie insgesamt. Somit konnte er als wichtiger Partner für die Herstellung der entsprechenden Gemische hinzugewonnen werden. Durch weitere Versuche arbeitete man sich so gemeinsam an die idealen Rezepturen der Gemische und eine optimale Aufbereitungstechnik heran. Hierbei stellte sich heraus, dass nur mit ganz bestimmten Zuschlagstoffen, deren richtigen Aufbereitungsverfahren sowie der jeweilig angepass-ten Maschineneinstellung dauerhaft beständige und qualitativ einwandfreie Ergebnisse erreicht werden konnten. Die fertigen erdfeuchten Mischungen wurden in Big-Bags angeliefert und in den Maschinentrichter eingebracht. Beim Einblasvorgang wurde jetzt mit höherem Druck und ohne Wasserzugabe gearbeitet. Hierdurch konnte die Schrumpfung fast vollständig aufgehoben werden. Entstandener Rückprall wurde der Maschine erneut zugeführt bzw. konnte als Füllung für Deckenaufbauten verbleiben.

Plattenherstellung mit dem Einblasverfahren
Parallel wurden mit der gleichen Maschinentechnik auch Versuche zur Produktion von Lehmbauplatten unternommen. Hierfür wurden speziell angefertigte Metallrahmenkonstruktionen von 20-40 mm Höhe auf Kunststoffträgerplatten aus PE-Material in handelsüblichen Maßen von 62,5 x 62,5 cm aufgesetzt und senkrecht an einer Schräge platziert. Gleichermaßen wie bei dem Verfahren der Einblastechnik von Schalungen wurden so die vorbereiteten erdfeuchten Gemische aus Lehm und Hanf mit hohem Druck auf die Ebenen aufgeblasen. Auch bei diesen Proben konnte eine sofortige Festigkeit und höchste Verdichtung der Materialien erreicht werden. Unmittelbar nach dem Aufblasvorgang wurde die Oberfläche eben abgezogen und der Metallrahmen wieder entfernt. Auf diese Weise wurden Materialproben ohne Armierungen und mit Gewebeeinlagen aus Glasseide und Jute hergestellt. Nach der erfolgten Lufttrocknung konnten keine wesentlichen Unterschiede hinsichtlich Festigkeit und Stabilität dieser verschiedenen Ausführungen festgestellt werden. Dies zeigt wiederum die ideale Möglichkeit, mit hohen Drücken zu arbeiten. Auch diese Ergebnisse dürften für die weitere Entwicklung des modernen Lehmbaues von Interesse sein.

Erstellung eines Marketingkonzeptes
Bereits nach nur 4 Monaten stand eine völlig neue Technik und Verfahrensweise für einen zeitgemäßen Lehmbau zur Verfügung. Die sehr positiven Reaktionen von Fachleuten gaben den Anstoß für die Erstellung eines entsprechenden Marketingkonzeptes zur Umsetzung der entwickelten Arbeitsweisen. Es wurde geplant, dafür eine neue Gesellschaft zu gründen. Das Leistungsangebot sollte neben Ausführung der entwickelten Verfahrensweise auch Produktion und Handel von Lehmbaustoffen sowie Systemvermietung der Maschinentechnik an spezielle Fachbetriebe beinhalten. Nach weiteren 2 Monaten konnte das Unternehmen dann bereits gegründet werden und seine Arbeit aufnehmen. Diese Entwicklung konnte nur durch das gemeinsame Wirken von Fachleuten der einzelnen Bereiche erreicht werden, mit der Bereitschaft jedes Einzelnen, auch gemeinsame, neue Wege zu gehen.

Umsetzung für die Praxis
Die Leistungsbeschreibung der neuen Einblastechnik mit Lehmbaustoffen umfasst die Bereiche Neu- und Umbau, Altbausanierung, Denkmalpflege und Fachwerkbau. Für Neubauten in Holzständerkonstruktionen wurden einige Ausführungsmöglichkeiten für Wand- und Deckenaufbauten entwickelt. Bei der klassischen Version, mit geschlossener Dämmebene zwischen den Balken, wird auf der Innenseite eine Vorsatzschale als feste Speichermasse in beliebiger Stärke hergestellt. Auf einer Lattenkonstruktion, die gleichzeitig als Installationsebene genutzt werden kann, wird so eine fertige Oberfläche für den Auftrag des Endputzes hergestellt. Alternativ kann auch das Leichtlehmgemisch als lose Schüttung trocken in die Dämmebene eingeblasen werden.
Als weitere Möglichkeit ist auch die Herstellung einer festen Speicherwand zwischen den Balken bei außenliegender Dämmung denkbar. Innenwände können bei einseitiger Schalung mit der Einblastechnik als feste Speichermasse für guten Schallschutz aufgebaut werden. Gleichermaßen können auch Holzbalkendecken beschwert und gedämmt werden. Das lose Einblasverfahren ermöglicht auch Sparrendämmungen im Dachbereich. Hierfür wird ein hochwärmedämmendes Granulat z. B. aus Altglas oder Hanffasern verwendet.
Instandsetzungen traditioneller Fachwerkhäuser können durch eine einseitige Hilfsschalung, innen oder außen angebracht, ausgeführt werden. Nach dem Einblasvorgang der festen Lehmmasse kann die Schale sofort wieder entfernt werden. Die wesentlichen weiteren Vorteile der neuen Arbeitstechnik im Vergleich zum Verarbeiten von Lehmsteinen oder zur Herstellung von gestampften Schalungen liegen in der rationellen Ausführung fertiger Wandaufbauten, dem geringen körperlichen Einsatz, der geringen Personalleis-tung und damit günstigern Kalkulationsmöglichkeit sowie den kurzen Trocknungszeiten. Die Bauzeiten beim Lehmbau können somit wesentlich verkürzt werden.

Ökologische Aspekte
Auswahl und Überwachung der eingesetzten Rohstoffe erfolgen in Abstimmung mit dem Baubiologen. Der Lehm wird nach seiner Herkunft ausgewählt und auf Radioaktivität untersucht. Zum Abmagern bestimmter Mischungen wird frischer Sand aus einer naheliegenden Grube verwendet. Als weiterer Zuschlagstoff werden überwiegend Hanfschäben verwendet. Die Pflanzen werden in Hessen, Bayern und Baden-Württemberg angebaut und am Rande des Odenwaldes in einer Mühle verarbeitet. Man nutzt die vielen Vorteile dieser alten Kulturpflanze. Als Dämmstoff ist sie dampfdiffusionsfähig, fäulnisbeständig und hat einen hohen Dämmwert. Ein wesentlicher Vorteil ist auch, dass Hanf keine Eiweißstoffe enthält. Somit ist er für Insekten oder Nager vollkommen uninteressant. Die große Besonderheit von Hanfschäben ist der hohe Gehalt an Kieselgur. Vermischt mit Lehm unterliegt die Masse einer zunehmenden Mineralisierung (Versteinerung). Durch den hohen Druck der Einblastechnik wird diese Eigenschaft noch verstärkt. Die Aufbereitung erfolgt rein mechanisch ohne jegliche Zusätze. Alternativ kann auch ein mineralischer Zuschlagstoff aus Altglas Anwendung finden. Hierbei wird Weißglas aus der Flaschensammlung gereinigt und zu einem Granulat aufgeschäumt. Die Ergebnisse während der Versuche waren gleichermaßen gut wie bei Anwendung mit Hanf.

Ausblick
Man möchte nun zunächst Erfahrungen über diese Arbeitstechnik sammeln. Ausgewählte Projekte - Altbausanierungen und Neubauten - werden realisiert. In dieser Prüfungsphase soll auch die Maschinentechnik noch verbessert werden. Es ist beabsichtigt, eine rationellere Beschickung der Fördermaschine über ein Silo- oder Schüttsystem zu konstruieren. Für eine kontinuierliche Förderung bedarf es auch einer Optimierung des Einfülltrichters. Es müssen weitere Mitarbeiter in der Technik des Düsenführens ausgebildet werden. Das Arbeiten unter verschiedenen klimatischen Bedingungen soll standardisiert werden können. Alle Materialien sollen einer fundierten Baustoffprüfung unterstellt werden, damit aussagekräftige Werte der einzelnen Gemische vorhanden sind. Danach sollen überregionale Partnerbetriebe für die Ausführung gesucht werden. Die entwickelte Maschinentechnik wird interessierten Lehmbaubetrieben zur Verfügung gestellt. Parallel dazu wird ein Vertriebsnetz für die umfassende Produktpalette von Lehmbaustoffen über den ökologischen Baustoffhandel aufgebaut. Als nächster Schritt soll eine nachträgliche Wärmedämmung für konventionelle Gebäude entwickelt werden. Dabei werden spezielle Kalkgemische mittels der neuen Maschinentechnik auf Außenfassaden aufgeblasen.

Thomas Dingeldein
Baubiologie Odenwald
IBN-Beratungsstelle
64756 Mossautal
Erscheinungsdatum Donnerstag 30. Oktober 2003 14:29

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