13.01.2010

Polymertechnik: Hitzebeständigkeit von Klebstoffen verbessert

Bei den Parasols in Sevilla – pilzförmigen Gebäuden – sollen die Bauteile nicht verschraubt, sondern geklebt werden. Damit der Klebstoff unter Spaniens Sonne nicht "schmilzt", muss er Temperaturen bis zu 60 Grad aushalten. Forscher haben die nun Temperaturfestigkeit optimiert.

Sie werden das Herzstück der Plaza de la Encarnación in
Sevilla: Die Metropol Parasols. Die pilzartige Struktur des Bauwerks ist nicht nur ein aufsehenerregendes Kunstwerk, sondern auch eine bautechnische Pionierleistung: Selbst die tragenden Bauteile bestehen aus filigranen Furnierschichtholzträgern. Diese sind über Gewindestangen miteinander verklebt - rein mechanische Verbindungen scheiden aus statischen Gründen aus. Allerdings können hohe Temperaturen und starke Sonneneinstrahlung, wie sie im spanischen Sommer auftreten, den Klebstoffen zusetzen. Im schlimmsten Fall führt das dazu, dass der Kleber erweicht und an Haltekraft verliert.

Der Klebstoff, der in Sevilla eingesetzt wird, ist auf Temperaturen bis zu 60 Grad ausgelegt. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung WKI in Braunschweig haben untersucht, wie nah die thermische Belastung diesem Grenzwert kommen kann. Den Auftrag dazu gaben die Bauaufsichtsbehörden. "Wir haben ermittelt, welche Temperaturen am Standort im ungünstigsten Fall auftreten, und simuliert, zu welchen Temperaturen dies in den Baumaterialien führt", sagt Dirk Kruse, Leiter der Abteilung Bautechnik und Konstruktion. "Dabei zeigte sich, dass die Temperaturen im Klebstoff fast 60 Grad erreichen können und damit zu nahe am Grenzwert liegen." Anschließende Tests mit drei Probebauteilen in einer Klimakammer bestätigten das Ergebnis. Somit stand fest: Beim Klebstoff muss nachgebessert werden - anderenfalls hätten die Bauaufsichtsbehörden das Vorhaben gestoppt. Die Temperaturfestigkeit des Klebstoffs lässt sich jedoch verbessern, indem man die Bauteile "tempert": "Wenn die Bauteile eingeklebt sind, werden sie nochmals erhitzt", erklärt Kruse. "Dadurch treten Nachhärtungsreaktionen ein." Der Effekt: Der Klebstoff kann sich nicht mehr so leicht verflüssigen und bleibt bis zu 70 Grad Celsius stabil. Mit diesem "Sicherheitsabstand" zur tatsächlich auftretenden Belastung können die Bautätigkeiten nun wie geplant fortgesetzt werden - und Sevilla darf sich bald über ein neues Wahrzeichen freuen.

"Lösungen wie diese werden helfen, die Klebetechnik stärker im Bauwesen zu verankern", ist sich Kruse sicher. Während Klebstoffverbindungen in der Luftfahrtindustrie in großem Umfang eingesetzt werden, steckt das Kleben von tragenden Anwendungen im Bauwesen noch in den Kinderschuhen. Dabei eröffnet die Methode Architekten neue Freiräume: Geklebte Anschlussknoten ermöglichen viel flexiblere und kompliziertere Konstruktionen als mechanische Verbindungen.

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