Abstract
Aus dem Bewusstsein für globale Umweltbedingungen, Nachhaltigkeitsprinzipien, ökologische Effizienz und architektonische Bedürfnisse heraus wurde in diesem Forschungsvorhaben das Potenzial von Reisstroh in der Bauindustrie sorgfältig untersucht. Reisstroh (RS) wurde als Beispiel für faserigen Pflanzenabfall gewählt, da diese Naturfasern weltweit zur Verfügung stehen, aber immer noch in großen Mengen auf den Feldern verbrannt werden. Die Zerstörung des nutzbaren Pflanzenmaterials führt zu Verlust von Energie, gleichzeitiger Luftverschmutzung und negativer Klimaveränderung.
Bisher finden bereits Strohballen in der Bauindustrie Verwendung. Diese können jedoch die verfügbaren Strohmengen nicht aufnehmen und haben technische und ästhetische Nachteile. Demzufolge wurde hier vorgeschlagen, Stroh als Hauptbestandteil eines Bioverbundwerkstoffes anzuwenden, sowohl als Faserrohstoffquelle, als auch als ökologischen Füllstoff. In diesem Vorhaben wurden drei Bioverbundkunststoff-Gruppen aus Reisstroh und organischen Polymeren entwickelt. Die technischen Eigenschaften dieser Proben wurden auf ihre Verwendungsmöglichkeit in der Architektur hin getestet und analysiert. Zunächst wurde eine Reisstrohfaserplatte mit elastischem Binder und einem Faseranteil von 80% entwickelt. Diese erwies sich von hoher ökonomischer und ökologischer Bedeutung für eine mögliche architektonische Anwendung, die bisher erhältliche Faserplatten so nicht aufweisen. In der zweiten Baustoffgruppe wurden zwei thermoplastische RS- Biokomposite entwickelt, denen Reisstroh zu 20% Gewichtsanteil eines mit Silikat angereicherten Öko-Füllstoffs beigegeben wurde,
um es als brandhemmendes Additiv im Zusammenwirken speziell mit Biokunststoff bewerten zu können. Biokomposite mit RS-PLA und RS-Lignin zeigten erhöhte Flammbeständigkeit aufgrund des 20%igen Fasergewichtsanteils. Die Entflammbarkeit von RS-Lignin-Biokomposit erreichte eine andere Materialklasse, nachdem Zellulose durch Reisstroh ersetzt wurde. RS-PLA wies erhöhte Flammbeständigkeit im Vergleich zu RS-PP auf, die weit unterhalb der Klassifizierung lag. Diese Ergebnisse leisten einen neuen wissenschaftlichen Beitrag auf diesem Gebiet, was bisher so nicht untersucht wurde. Als drittes entstanden zwei RS- Bioharz-Biokomposite, in denen 20% Gewichtsanteil RS-Fasern mit zwei Bioharzsystemen gemischt wurden. Dabei verwendete man je nach Art des jeweiligen Harzes unterschiedliche Herstellungsmethoden. Es fand ein Vergleich zwischen einem entsprechend zusammengesetzten RS-Biokomposit mit auf Erdöl basierendem Harz statt. Diese Gegenüberstellung machte deutlich, dass die RS-Bioharz-Biokomposite mechanischen Belastungen nicht so gut gewachsen waren wie RS-erdölbasierte Biokomposite. Dennoch zeigten die RS-Bioharz-Biokomposite eine hohe Witterungsbeständigkeit, wenn sie pigmentiert waren. Das könnte von großer Bedeutung sein, wenn diese umweltfreundlichen Materialien für Fassaden mit komplexen geometrischen Formen eingesetzt werden. Die drei entwickelten Reisstroh Biokomposit-Gruppen zeigen weitere Anwendungsmöglichkeiten von Fasern aus landwirtschaftlichen Reststoffen in der nachhaltigen Bauindustrie.
Faser verarbeitende Industrien, wie Faserplattenherstellung und Produktion geformter naturfaserverstärkter Komposite, können Strohfasern aus der Agrarproduktion als sehr ergiebige und preiswerte Rohstoffquellen nutzen. Folglich kann durch die Verbreitung von billigeren und umweltfreundlicheren Biokomposit-Produkten in architektonischen Anwendungen die GesamtC02-Biilanz verbessert und teure fossile Rohstoffe und langsam nachwachsende Holzprodukte, die noch immer den Markt bestimmen, ersetzt werden.
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