Holzschaum aus Schalungsbrettern: Forschungsprojekt untersucht neue Recyclingwege im Betonbau

Im Betonbau fallen große Mengen an Schalungsmaterial an, das nach mehrmaligem Einsatz häufig nicht mehr wiederverwendet werden kann. Beschichtungen, Klebstoffe und Betonreste erschweren eine stoffliche Wiederverwertung. Ein Forschungsprojekt untersucht nun, ob ausgediente Schalungsbretter künftig als Rohstoff für neue Materialien dienen können.

Ziel ist es, aus diesen Reststoffen Holzschaum herzustellen, der unter anderem als Ersatz für Polystyrol in Betonfertigteilen eingesetzt werden könnte.

Das Projekt mit dem Namen WoodReForm wurde 2023 gestartet. Beteiligt sind das Fraunhofer Institut für Holzforschung Wilhelm Klauditz Institut sowie der Industriepartner Habau Deutschland. Gefördert wird das Vorhaben über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. Die Laufzeit ist bis 2026 angesetzt.

Herausforderungen bei der Wiederverwertung von Schalungsbrettern

Bei der Herstellung von Betonbauteilen kommen häufig Schalungen aus Holzwerkstoffen zum Einsatz. Sie dienen als temporäre Form und müssen dem Druck des frischen Betons standhalten. Gleichzeitig müssen sie passgenau und dicht sein, um eine definierte Bauteilgeometrie zu gewährleisten.

Damit Holzschalungen der Feuchtigkeit des Betons standhalten und keine Stoffe an den Beton abgeben, werden sie mit Kunststoffbeschichtungen versehen. Typisch sind Beschichtungen aus Polypropylen oder aus Phenol beziehungsweise Melaminharzen. Diese Schichten verlängern zwar die Nutzungsdauer der Schalung, erschweren jedoch das Recycling. Nach mehreren Einsätzen werden die Bretter meist thermisch verwertet.

Parallel dazu wird im Betonbau expandiertes Polystyrol als sogenannter Aussparungskörper verwendet. Diese Elemente schaffen Hohlräume für Installationen wie Elektro- oder Sanitärleitungen. Polystyrol basiert auf fossilen Rohstoffen und ist ebenfalls schwierig zu entsorgen.

Holzschaum als mögliche Alternative

Das Forschungsprojekt verfolgt den Ansatz, beide Themen miteinander zu verbinden. Ausgediente Schalungsbretter sollen zu Holzschaum verarbeitet werden. Dieser könnte anschließend als Platzhalter in Betonformen eingesetzt werden und so Polystyrol ersetzen.

Holzschaum ist ein poröses Material auf Holzbasis. Neben Schalungsbrettern könnten auch Restholz oder Altholz als Ausgangsstoff dienen. Dadurch würde ein Materialstrom genutzt, der bisher nur begrenzt stofflich verwertet wird.

Neben dem Einsatz im Betonbau sehen die Forschenden weitere potenzielle Anwendungen. Holzschaum könnte beispielsweise in Dämmstoffen, Verpackungen oder in leichten Sandwichstrukturen für Gebäude, Fahrzeuge oder technische Produkte eingesetzt werden.

Prozessentwicklung von der Zerkleinerung bis zur Formgebung

Ein Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung eines geeigneten Herstellungsprozesses. Zunächst wird untersucht, wie sich Schalungsbretter effizient zerkleinern lassen. Dabei stellt sich unter anderem die Frage, ob Betonreste vorab entfernt werden müssen oder ob sie während des Prozesses automatisch separiert werden können.

Auch die vorhandenen Beschichtungen und Leimschichten spielen eine Rolle. Erste Versuche zeigen, dass Sperrholzschalungen trotz dieser Bestandteile grundsätzlich zu Holzschaum verarbeitet werden können. Im weiteren Projektverlauf wird die optimale Rezeptur für das Material entwickelt.

Anschließend folgen Untersuchungen zur Formgebung, zu Trocknungsprozessen und zur mechanischen Leistungsfähigkeit des Holzschaums. Auch die spätere Recyclingfähigkeit der daraus hergestellten Bauteile ist Teil der Forschung.

Erprobung unter industriellen Bedingungen

Die Übertragung der Forschungsergebnisse in die Praxis wird gemeinsam mit dem Industriepartner Habau Deutschland untersucht. Dazu gehören Tests unter realen Produktionsbedingungen sowie die Nutzung vorhandener Industrieanlagen.

Ein weiterer Ansatz ist die Nutzung industrieller Abwärme für Trocknungsprozesse des Holzschaums. Dadurch könnten energieintensive Prozessschritte reduziert werden.

Beitrag zu Ressourceneffizienz im Bauwesen

Sollte sich der Ansatz technisch und wirtschaftlich umsetzen lassen, könnten mehrere Effekte erzielt werden. Schalungsbretter würden einer stofflichen Nutzung zugeführt, statt ausschließlich thermisch verwertet zu werden. Gleichzeitig könnte der Einsatz von Polystyrol in bestimmten Anwendungen reduziert werden.

Für den Betonfertigteilbau könnte sich damit eine neue Materialoption ergeben, die vorhandene Reststoffe nutzt und bestehende Produktionsprozesse ergänzt. Das Projekt WoodReForm liefert dafür grundlegende Erkenntnisse zur Materialentwicklung und zur industriellen Umsetzung.

Die Ergebnisse des Forschungsprojekts werden bis zum Ende der Projektlaufzeit im Jahr 2026 erwartet. Für Planung, Bauindustrie und Materialforschung könnten sie neue Perspektiven für den Umgang mit Bauabfällen und für biobasierte Werkstoffe im Bauwesen eröffnen.