DE19810681A1

DE19810681A1 - Leichtbau- und werkstoff hoher Festigkeit und Verfahren zur Herstellung

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Publication number: DE19810681A1
Application number: DE1998110681
Authority: DE
Inventors: Rolf Hesch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit unter Verwendung von Bestandteilen nachwachsender Rohstoffe als Leichtzuschlagstoff und Bewehrung. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden die nachwachsenden Rohstoffe vorzugsweise nur so weit aufbereitet, daß sie ein sehr offenes Wirrgelege bilden, in welches Additive und Matrixmaterialien eingebracht werden können, bevor eine Aushärtung zum Endprodukt mit oder ohne Verdichtung erfolgt.

Description

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Bau- und Werkstoffe geringer Dichte und dennoch hoher Festigkeit unter Verwendung von Bestandteilen nachwachsender Rohstoffe sowohl als Bewehrung als auch als Leichtzuschlagstoff einer Matrix zur Verfügung zu stellen. Als Bewehrung kommen in erster Linie Bastfaserpflanzen bzw. deren Fasern in Frage. Als Leichtzuschlagstoff können die holzartigen Bestandteile geringer Dichte von Bastfaser pflanzen nach entsprechender Aufbereitung eingesetzt werden, aber auch Bestandteile anderer Pflanzen, die eine geringe Dichte aufweisen.

Nach dem Stand der Technik sind Holzwolleplatten bekannt, die eine geringe Dichte und daher gute Dämmwirkung aufweisen. Ihre Festigkeit ist aber beschränkt, u. a. weil Holz wolle ein recht brüchiges Material ist. Es sind weiterhin mineralisch gebundene Platten aus Holzspänen bekannt, die eine bessere Festigkeit besitzen. Diese kann aber nur über hohe Rohdichten erreicht werden, die überwiegend über 1000 kg/m³ liegen. Das er schwert und beschränkt deren Einsatz und macht sie u. a. für Wärmedämmzwecke un geeignet. Niedrige Rohdichten lassen sich unter Verwendung von Holzspänen nicht her stellen.

Bekannt sind auch faserverstärkte Gipsplatten. Als Verstärkung kommen hier Recyclat fasern aus Altpapier mit Faserlängen zwischen 2 und 5 mm zur Anwendung, deren Be wehrungswirkung ziemlich gering ist. Sie weisen zudem eine hohe Dichte auf, die Ge wichtsprobleme nach sich ziehen und keinerlei Wärmedämmung ergeben. Neuerdings werden auch thermo-mechanisch erzeugte Holzfasern in Längen um 5 bis 15 mm ver einzelt eingesetzt, die gegenüber Altpapierfasern eine gewisse Festigkeitssteigerung bringen, aber doch in begrenztem Maße. Eine Dichte- und Gewichtsverminderung wird durch sie nicht erreicht und somit auch keine Verbesserung der Wärmedämmung.

Erfindungsgemäß wird das Ziel, einen Bau- und Werkstoff herzustellen, der möglichst leicht ist und daher auch dämmt, der aber zugleich eine nenneswerte Festigkeit aufweist, dadurch erzielt, daß nur grob entholzte oder grob zerlegte Bastfaserpflanzen und/oder sich ähnlich verhaltende Pflanzen mit großen Faserlängen, z. B. Maisstengel, als Beweh rungsmittel und Leichtzuschlagstoff verwendet werden. Grob entholzt oder grob zerlegt bedeutet nämlich, daß sowohl die Faserbestandteile des Bastes oder Sklerenchyms als auch die im Stengelinneren liegenden Holzteile oder mit Fasern durchsetzte Parenchym teile Monokotyledoner, welche eine sehr geringe Dichte und auch eine holzfaserartige Struktur besitzen, gemeinschaftlich zur Wirkung gebracht werden, allerdings in einer im Sinne vorliegender Erfindung sehr vorteilhaft veränderten Form.

Bast- und Sklerenchymfasern weisen als herausragende Merkmale eine sehr hohe Zug festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht auf. Das prädestiniert sie zum Bewehrungs mittel.

Holzartig strukturierte Halmkerne, wie z. B. bei Hanf, Kenaf, Jute u. a. zeichnen sich in be sonderem Maße durch eine geringe Dichte aus. Das prädestiniert sie zum Leichtzu schlagstoff. Aufgrund des holzähnlichen Zellaufbaus mit ausgeprägter, faserartiger Längsachse ergibt sich aber auch nennenswerte Festigkeit, was durch erfindungsgemäße Maßnahmen noch erheblich gesteigert wird.

Indem die Bastfaserpflanzen, im Gegensatz zum Stand der Technik, für den Zweck der vorliegenden Erfindung nur grob entholzt oder grob zerlegt werden, wird die gewachsene Halm- bzw Stengelstruktur mit dem Ziel aufgebrochen, das Volumen des Materials stark zu vergrößern und insbesondere zahlreiche Bruchstellen, Abzweigungen und Verzwei gungen von und an Faser- und Holzteilen zu schaffen, in welche sich Matrixmaterial ein betten kann, um nach seiner Aushärtung an einer Unzahl von Stellen des Baustoffs eine mechanische Verhakung und Verkeilung der Bewehrungsmittel und Leichtzuschlagstoffe zu bewirken, also eine Art "Verankerung" in dem noch auszuhärtenden Matrixmaterial. Auf diese Weise soll die Festigkeit des Gesamtverbundes in einem Maße gesteigert wer den, wie das durch Adhäsion nicht erreichbar ist. Verfahren nach dem Stand der Technik bauen fast ausschließlich auf Adhäsion auf. Auch eine Reihe von Nicht-Bastfaserpflan zen, wie der Mais, bieten ähnliche Möglichkeiten, die erfindungsgemäß genutzt werden sollen.

Erfindungsgemäß werden also genannte Pflanzenteile nicht intensiv gebrochen, um eine möglichst vollständige Entholzung zu bewirken, wie es nach dem Stand der Technik mit sogenannten "Brechen" angestrebt und durchgeführt wird, sondern sie werden nur so weit angebrochen, daß eine intensive Verhakung bzw Verankerung in der Matrix möglich möglich wird. Es bleibt also zumindest ein großer Teil, für eine Reihe von Anwendungen sogar der überwiegende Teil des Holzes - bei Monokotyledonen ist es das Parenchym - mit den Fasern über Teillängen in naturgewachsener Weise durch Pektine und Lignine verbunden. Das teilweise oder überwiegende Belassen der Holzteile/Parenchymteile an den Fasern erfolgt darüber hinaus auch mit der Zielsetzung, aus dem Material für nach folgende Verfahrensschritte Vliese oder ähnliche Formlinge mit betont offenem Gefüge herzustellen. Das Gefüge soll so "offen" sein, daß es möglich ist, in weiteren Produktions stufen Leichtzuschlagsstoffe, Bindemittel, Additive und insbesondere Matrixmaterialien in möglichst gleichmäßiger Verteilung in das Gefüge einzubringen.

In beschriebener Weise aufbereitetes Material läßt sich zwar schwer zu Gelegen gleich mäßiger Dicke und gleichmäßiger Flächengewichte streuen oder formen, aber es ist machbar. Es ist äußerst sperrig und soll es erfindungsgemäß auch sein. Die Fasern haf ten über Teillängen noch am Holz. An den gelösten Teillängen stehen sie in z. T. bizar ren, sperrigen Formen seitlich ab und bilden so die Voraussetzungen für eine besonders intensive und festigkeitsbegründende Verankerung. Andere Teile des Materials bestehen überwiegend aus Fragmenten der Holzkerne, z. T. von den Fasern abgelöst, z. T. aber durch Faserstränge noch flexibel miteinander verbunden, ebenfalls geknickt, teilweise bizarr, sperrig geformt, zahlreiche Kanten, Ecken, Ver- und Abzweigungen bildend, um untereinander intensiv zu verhaken, insbesondere aber dem einzubringenden Matrix material zahlreiche Ansatzpunkte für eine mechanische Verankerung und Einbettung bietend.

Genanntes sperriges Material wird durch vorhandene Vorrichtungen zu gleichmäßig hohen Vliesen oder Schüttlagen, kontinuierlich, diskontinuierlich, reversierend oder batchweise geformt oder in Formen in der Weise eingestreut, daß sich ein offenes Ge füge bildet. Unter "offenem Gefüge" im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, daß zwi schen den grob- bzw. teilentholzten Fasersträngen mit anhaftenden oder dazwischen liegenden Holzteilen große Zwischenräume vor Verdichtung bestehen bleiben, die durch mechanische Maßnahmen in ihrer Größe gestaltet werden. Erfindungsgemäß werden die Zwischenräume gezielt so groß gestaltet, damit nachträglich Bindemittel, schäumbare oder geschäumte Materialien, Leichtzuschlagstoffe jeglicher Art, Additive und vor allem Matrixmaterial leicht und gleichmäßig dazwischen verteilt eingebracht werden kann.

Bevorzugt sollen als Leichtzuschlagstoffe, zusätzlich zu den Holzteilen, welche nach be schriebener Aufbereitung an den Fasern bzw. Fasersträngen haften, Naturprodukte ge ringer Dichte eingebracht werden, nachdem diese vorher, je nach Bedarf, in bekannter Weise mit Pilzschutzmitteln, Flammschutzmitteln, Haftvermittlern, Hydrophobiermitteln etc. behandelt wurden. Zu diesen Natur-Leichtzuschlagsstoffen zählen Schäben von Hanf, Kenaf, Mark der Sonnenblumenhalme und -teller, Maiskolben, Maistengel u. a. m. Deren Dichte bewegt sich in Größenordnungen zwischen ca. 20 kg/m³ bei Parenchym und 200 bis 300 kg/m³ Hanf- und Kenafschäben. Die Schüttdichten liegen noch weit da runter, bei Hanfschäben z. B. zwischen 50 und 90 kg/m³, also ausgeprägte Leichtzu schlagstoffe mit guter Dämmwirkung.

Erfindungsgemäß sollen aber in das offene System von grobentholzten Pflanzenteilen auch synthetische und andere Leichtzuschlagstoffe je nach spezifischen Produktan forderungen und Zweckmäßigkeit eingebracht werden, u. a. auch recyclierte Dämm- und Verpackungschäume.

Nur grob entholzte Bastfaserpflanzen stellen, wie bereits erläutert, ein sehr sperriges, stark filzendes und miteinander verhakendes Material dar. Es ist zwar schwierig, daraus einigermaßen gleichmäßige Vliese, Matten u. ä. herzustellen, aber es ist möglich. Die sperrige Struktur wird erfindungsgemäß als eine von mehreren Maßnahmen dazu aus genützt, eine intensive Bewehrung von Baustoffen in allen Achsen zu bewirken und somit einen leichten Baustoff zur Verfügung zu stellen, der trotz geringer Dichte eine beachtlich hohe Festigkeit bietet.

Die genannte, gezielt erzeugte Sperrigkeit des vliesartigen Gebildes oder Formlings bietet nicht nur eine sehr offene Struktur, sondern auch eine hohe Drucksteifigkeit aufgrund des beschränkten Auflösegrades und der anhaftenden, spröden Holzteile. Diese offene Struktur bietet zusammen mit der Drucksteifigkeit eine Vielzahl von Möglichkeiten, wel che von Vliesen aus normal entholzten Bastfasern und anderen Fasern, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, nicht geboten werden können. Während Vliese nach dem Stand der Technik aufgrund einer sehr viel weniger offenen Struktur und einer wei chen Faser nachträglich nur schwer und ungleichmäßig mit Bindemitteln, Additiven und schon gar nicht mit körnigen Zuschlagstoffen beaufschlagt und von ihnen durchdrungen werden können, ist das bei den erfindungemäßen offenen Strukturen leicht möglich. Durch Rütteln kann das gefördert werden.

Während Vliese u. ä. nach dem Stand der Technik unter dem Gewicht aufgebrachter Bin demittel, Additive, Leichtzuschlagstoffe etc. in sich zusammensinken würden, weil das sehr viel dichtere Gefüge ein Eindringen kaum erlaubt, so daß sich die aufgebrachten Stoffe überwiegend oben auf der Oberfläche absetzen und durch ihr Gewicht ein Verdich ten des Vlieses bewirken, setzt das erfindungsgemäße System den aufgebrachten Stof fen eine hohe Drucksteifigkeit entgegen. Die Zwischenräume können gefüllt werden, ohne daß es zu einem nennenswerten und für die Stoffverteilung nachteiligen Verdichten des sperrigen Gefüges kommt. Bindemittel lassen sich daher geschäumt oder aufschäumbar ebenso wie weitere Leichtzuschlagstsoffe, Matrixmaterial etc. auf einfache Weise ein sprühen, einschütten, einrieseln, einrütteln, eingiessen und zwischendurch oder an schließend, je nach Erfordernis des Verfahrens, durch gezielt aufgebrachten Druck in gewünschter Weise verdichten oder auf Solldicke bringen. Je nach Wahl des Bindemit tels, mit oder ohne Schäumung, nach Wahl des Füll- oder Leichtzuschlagstoffes, des Ver dichtungsgrades lassen sich mattenartige oder auch steife, plattenartige Bau- und/oder Dämmstoffe erzeugen ebenso wie Formteile.

Will man beispielsweise eine 50 mm dicke Platte oder Matte o. ä. erzeugen und wählt man ebenfalls beispielweise ein grob entholztes Bastfasermaterial mit noch reichlich an den Fasern anhaftenden Holzteilen und formt daraus in bekannter Weise ein Vlies oder eine Matte, so wird sich aufgrund der Sperrigkeit des Materials eine unverdichtete Höhe zwi schen ca. 200 und 1.000 mm bilden, je nach Faserpflanzenart, Entholzungsgrad/Auf lösungsgrad und System der Vliesformung und angestrebter Solldicke des Endproduktes. Die einzelnen Bestandteile, nämlich Bastfaserstränge und sonstige Faserstränge und daran haftende Holzteile/Parenchymteile sind in diesem Gebilde faserrichtungslos ange ordnet. Teile liegen parallel zur Oberfläche, andere diagonal, andere senkrecht, andere gebogen, Teile nach links orientiert, andere nach rechts orientiert und alles miteinander verfilzt und verhakt. Zwischen den Einzelbestandteilen sind große Löcher oder Abstände offen. In diese können leicht, andere, mehrfach genannten Stoffe eingesprüht, einge tropft, eingerieselt, eingeschüttet oder eingeschleudert werden, bis die Hohlräume da zwischen je nach Zielsetzung teilweise oder ganz gefüllt sind. Sodann werden die be kannten Maßnahmen eingeleitet, um das Material in angestrebter Weise zu verdichten und auszuhärten bzw. zu vernetzen oder die organische oder mineralische Matrix auf zuschäumen.

Als zusätzliche Maßnahmen zur Steigerung der Festigkeit kann das in erfindsgemäßer Weise sperrig gestaltete Vlies vor dem Einfüllen weiterer Bestandteile mit Klebstoffen beaufschlagt und ausgehärtet werden, um an den Überkreuzungspunkten eine feste Verklebung zu bewirken. Das erhöht die Stabilität in allen Achsen, weil sich die einzelnen Faserstränge etc. unter Belastung nicht mehr gegeneinander verschieben lassen. Nach Befüllung mit Leichtzuschlagstoffen entsteht ein System mit stark erhöhter Quersteifigkeit. Diese kann weiter gesteigert werden, indem man auch die Leichtzuschlagstoffe vor der Einbringung in das System mit einem Klebstoff beaufschlagt, so daß sie den Anteil der durch Klebung verbundenen Oberflächen erhöht. Alternativ oder ergänzend kann die Steifigkeit durch das eingebrachte Matrixmaterial erzeugt oder noch zusätzlich gesteigert werden. Es kommen die Möglichkeiten der Verdichtung hinzu, punktförmige Berührungen und Verklebungen durch Anpreßdruck in flächenförmige überzuführen und damit weitere Festigkeitssteigerungen zu erzielen.

Genannte Systeme können zwecks weiterer Festigkeitserhöhung ein- oder beidseitig durch mit Bindemittel versetzte Langfaserlagen, Gewebe, Nonwovens aller Art, Folien, Kraftpapiere und Spezialpapiere, Holzfurniere, Sperrholz im one-shot-Verfahren oder in einer nachgeschalteter Produktionsstufe beschichtet werden, wobei sich auch deko rative Oberflächen oder Oberflächenversiegelungen erzeugen lassen.

Als Matrixmaterialien kommen in Frage: Gips, Zement und alle anderen Anhydrite, ge schäumt oder ungeschäumt, Duromere, Elastomere, Polymere, haftfähige/klebfähige Naturstoffe oder Naturstoffderivate jeweils ungeschäumt, vorgeschäumt oder nachträglich aufschäumbar.

Erfindungsgemäß sollen genannte Erzeugnisse aus grobentholzten oder teilentholzten, grobzerlegten oder teilzerlegten faserhaltigen Pflanzen sowie anderen genannten Be standteilen bestehenden Erzeugnisse auch in der Weise erzeugt werden, daß sie als Gemisch zum Vlies oder ähnlichem Gebilde gelegt bzw. geformt werden, oder daß die einzelnen Bestandteile bei der Formung selbst die Mischung bilden, also mehr oder minder gleichzeitig gestreut werden und sich dabei mischen und verfilzen, wobei bei Bedarf auch ein schichtweiser Aufbau erzielt werden kann, z. B. durch reversierbare Bil dung des Flächengeleges und Einbringung der übrigen Komponenten.

Die erfindungsgemäße Lösung sei anhand von Beispielen veranschaulicht.

Beispiel 1

Aus Öl-Lein-Stroh oder Hanfoder Nesselpflanzen oder Maisstengeln o. a. werden Halm abschnitte von beispielsweise 50 mm hergestellt und grob entholzt/zerlegt, so daß ein Großteil des Holzes/Parenchyms noch überwiegend oder teilweise mit den Fasersträngen verbunden bleibt und von diesem in bizarrer Form seitlich teilweise absteht. Dieses grob entholzte/zerlegte Material wird zu einem Vlies von gleicher Schichtdicke geformt. Es wird sodann mit Wasser mit oder ohne Additiven besprüht, um dem nachfolgend einzu streuenden hydraulisch härtenden Matrixmaterial, z. B. Gips, das erforderliche Kristall wasser ganz oder teilweise zur Verfügung zu stellen, die Anbindung zu fördern und die Aushärtung zu steuern. Sodann wird das Matrixmaterial in rieselfähiger oder flüssig- fließfähiger Form in das Vlies eingestreut oder zum Einfließen gebracht. Anschließend erfolgt eine Verdichtung mit Druckhaltung, bis die Abbindung so weit forgeschritten ist, daß eine Rückfederung des spröden Bastfaser-Holzmaterials nicht mehr stattfinden kann.

Das Ergebnis ist eine mittelschwere Platte, bei der das Matrixmaterial in allen Achsen von hochfesten Bastfasern und daran haftendem Holz durchzogen und bewehrt ist, welches durch Adhäsion, Formschluß, Verhakung, Verankerung intensiv miteinander verbunden ist.

Beispiel 2

Es wird wie bei Beispiel 1 vorgegangen, aber vor der Einbringung des hydraulisch här tenden Matrixmaterials wird das faserrichtungslose, sehr offene Vlies aus Bastfasern und noch daran haftenden Holzteilen (Schäben) mit einem flüssigen, mit dem Matrixmaterial verträglichen Klebstoff übersprüht, übergossen oder anderweitig beaufschlagt, so daß die Bastfasern/Holzteile an Kreuzungspunkten miteinander verkleben. Dabei kann mit dem Aufbringen des Matrixmaterials gewartet werden, bis die Aushärtung der Klebstoffe er folgt ist. Dann wird ein maximal möglicher Verklebungs- und Verstärkungseffekt erreicht. Es kann aber auch das Matrixmaterial vor der Aushärtung des Klebstoffes zugefügt wer den. Dann wird sich Matrixmaterial teilweise auf den Klebstoff setzen und die Klebwir kung beeinträchtigen. Die Aushärtung des Klebstoffs abzuwarten verlängert den Produk tionsprozeß und verteuert ihn, liefert aber die höhere Festigkkeit. Sie nicht abzuwarten ist billiger, ergibt aber eine eingeschränkte Wirkung des Bindemittels. Die Anforderungen des Anwendungsgebietes werden über die Anwendung der genannten Alternativen ent scheiden.

In beiden Fällen entsteht eine unterschiedlich ausgeprägte stabilisierte/fixierte dreidimen sionale, netzartige Struktur der bewehrenden Bestandteile. Die einzelnen Fasersträn ge/Holzteile können sich bei Belastung nicht mehr gegeneinander verschieben. Die Druck- und Schersteifigkeit wird erhöht und damit die Festigkeit des Gesamtverbundes. Es wird wie beim Beispiel 1 auf Solldicke verdichtet und der Druck gehalten, bis eine Rückfederung nicht mehr erfolgen kann.

Das Ergebnis ist eine mittelschwere Platte oder ein Formkörper wie bei Beispiel 1, aber mit erhöhter Festigkeit aufgrund der Verklebung der bewehrenden Teile untereinander zu einem dreidimensionalen Gebilde.

Beispiel 3

Es wird wie bei Beispiel 1 verfahren, aber nach der Formung des Vlieses werden kleinere Schäben z. B. vom Hanf als Leichtzuschlagstoff in das offene Vlies gleichmäßig einge bracht. Die Schäben sind vorher mit einem Bindemittel beaufschlagt worden, in welches vorher ein Treibmittel eingearbeitet wurde. Sodann wird das Vlies in einer leichten Presse verdichtet und es wird die erforderliche Wärme zugeführt, um das Treibmittel zu aktivie ren. Es schäumt auf und verklebt alle Bestandteile miteinander als Schaum und bewirkt Festigkeitsbegründung zugleich mit Gewichts- bzw. Dichteverminderung. Es bedarf kei ner Hervorhebung, daß andere Additive, wie beispielweise Brandschutzmittel, Pilzschutz mittel vorher auf die Fasern, die Schäben oder in das Bindemittel eingearbeitet werden können.

Das Ergebnis ist eine sehr leichte Platte oder auch Formkörper, da die Matrix aus Leicht zuschlagsstoff, z. B. Hanfschäben gebildet wird und diese darüber hinaus mit einem auf geschäumten und dadurch weiter gewichtsvermindernden Bindemittel in dem dreidimen sionalen Gebilde bewehrender Bestandteile klebend eingebunden ist. Die Steifigkeit der Platte/Matte/Formkörpers kann durch die Maßnahmen des Beispiels 2 weiter gesteigert werden. Ebenso die Flexibilität durch Wahl spröden Bindeschaumes oder eines elasti schen.

Beispiel 4

Es wird eine dünne Lage aus Langfasern geformt und mit einem Bindemittel, schäum bar oder auch nicht, beaufschlagt. Auf diese Lage wird nach Beispiel 1 oder 2 eine nach Bedarf dicke Schicht von grob entholzten Bastfaserpflanzen gebildet. Diese wird mit Was ser für die Kristallbildung angereichert. Sodann wird eine riesel- oder fließfähige Mischung aus Gips oder Zement oder Magnesit oder einem anderen hydraulisch härtenden Material und Schäben mit gezielt erzeugtem Schlankheitsgrad und angefaserter Oberfläche in das offene Vlies gleichmäßig eingebracht. Obendrauf wird eine Lage Langfasern wie auf der Unterseite aufgebracht und das Gesamtvlies dann auf Solldicke verdichtet und bis zur Handlingsfähigkeit teilausgehärtet. Die endgültige Aushärtung erfolgt, je nach eingesetz ter Materialart, in bekannter Weise in einer weiteren Produktionsstufe.

Statt der beid- oder einseitig dünnen Langfaserlagen kann als verstärkende, versiegelnde oder dekorative Oberfläche auch ein Gewebe, ein Nonwoven, eine Folie, ein Kraftpapier etc. aufgebracht werden, um eine verstärkende, versiegelnde und/oder dekorative Be schichtung zu bewirken.

Das Ergebnis ist eine mitteldichte, steife Platte/Matte/Formteil hoher Druck- und Biege steifigkeit, je nach Beschichtungsmaterial oberflächenversiegelt, dampfgebremst, dekora tiv o. a.

Beispiel 5

Ein mineralischer, geschäumter Baustoff soll in erfindungsgemäßer Weise bewehrt wer den. Wegen der großen Dichteunterschiede des zu schäumenden, flüssigen, minerali schen Matrixmaterials würde ein Übergießen des Bewehrungsvlieses mit dem Matrix material zu einem Aufschwimmen führen. Es wird daher nach Beispiel 2 verfahren. Das dreidimensionale Gebilde aus bewehrenden Fasersträngen mit geringem oder hohen Anteil an anhaftendem Holz wird mit einem Klebstoff an den Überkreuzungspunkten ver klebt, der sich mit der mineralischen Matrix verträgt. Nach Aushärtung des Klebstoffes und Erreichung einer guten Formstabiltität und inneren Steifigkeit wird das Bewehrungs gebilde gegen Auftrieb gesichert. Das mineralische Matrixmaterial mit eingebautem Treib system wird zugefügt und die Aufschäumung durch bekannte Maßnahmen eingeleitet.

Das Ergebnis ist ein gasbetonähnlicher Baustoff, der aber durch die genannte Beweh rung in seiner Biegefestigkeit und Bruchfestigkeit eine bedeutende Steigerung erfahren hat.

Die Beispiele 1 bis 5 stellen nur eine kleine Auswahl aus der Menge unzähliger Kombi nationsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems dar.

Claims

1. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß Bestandteile nachwachsender Rohstoffe mit einem Gehalt an festen, langen Fasern/Fasersträngen in mechanisch teilaufgelöster Form zu einem sperrigen, offenen dreidimensionalen, Bewehrungs-Flächengebilde gelegt, von einer Matrix ausgefüllt und nach Bedarf ver dichtet werden.

2. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Flächengebilde so offen und druckfest ist, daß körnige/granulatförmi ge/spanförmige Leichtzuschlagstoffe in das offene Gefüge eingestreut, eingerie selt, eingerüttelt, eingegossen oder in ähnlicher Weise eingebracht werden können.

3. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erhöhung der Festigkeit das dreidimensionale Beweh rungs-Flächengebilde vor Einbringung eines Leichtzuschlagstoffes oder einer Matrix durch Verklebung an den sich kreuzenden Berührungspunkten in seiner Drucksteifig keit und Quersteifigkeit erhöht wird.

4. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in das offene, sperrige Flächengelege einzubringende Leicht zuschlagstoff zwecks Erhöhung der Festigkeit des Gesamtsystems mit einem Klebstoff zwecks Verklebung mit dem Bewehrungs-Flächengebilde beaufschlagt wird.

5. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach dem Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das auf den Leichtzuschlagstoff aufgebrachte Bindemittel geschäumt ist oder nachträglich zur weiteren Verminderung der Dichte und zusätzliche Erhöhung der Gesamtfestigkeit schäumbar ist.

6. Leichtbaustoff- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix in das Bewehrungs-Flächengebilde eingestreut, ein geschüttet, eingerüttelt, eingegossen oder in vergleichbarer Weise eingebracht wird.

7. Leichtbau- und -werkstoffstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix mineralischer oder organischer Art ist.

8. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ungeschäumt ist.

9. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix geschäumt ist.

10. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtzuschlagstoff vor der Matrix in das Bewehrungs flächengebilde eingebracht wird.

11. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtzuschlagstoff mit der Matrix in das Bewehrungs- Flächengebilde eingebracht wird.

12. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einseitig mit einer die Biege- und Stoßfestigkeit erhöhenden Beschichtung/Beplankung versehen ist.

13. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er beidseitig mit einer die Biege- und Stoßfestigkeit erhöhenden Beschichtung/Beplankung versehen ist.

14. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er oberflächenversiegelt ist.

15. Leichtbau- und -werkstoff hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er dekorativ beschichtet ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß nachwachsende Rohstoffe mit einem Gehalt an festen, langen Fasern bzw. Fasersträngen sowie holz- und oder parenchymartigen Bestandteilen mechanisch in der Weise teilaufgelöst werden, daß aus ihnen ein sperriges, offenes dreidimensionales Bewehrungs-Flächengebilde mit einer Großzahl von Anbruchstellen an holzartigen Bestandteilen, Abzweigungen, Verzweigungen der Faserbestandteile als Einbettungs- und Verankerungsstellen für das Matrixmaterial geformt und dieses mit einem Matrixmaterial ohne oder mit nachfolgender Verdichtung gefüllt und aus gehärtet wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus gebrochenen/an gebrochenen, sperrigen nachwachsenden Rohstoffen vor der Auffüllung mit einem Matrixmaterial zur Erhöhung der Druck-, Schub- und Quersteifigkeit mit einem Binde mittel beaufschlagt und durch dieses an den Überkreuzungspunkten verbunden wird.

18. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß in das offene Flächengebilde vor Einbringung der Matrix ein Leichtzuschlagstoff eingebracht wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit nach einem der Ansprüchen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtzuschlag stoff vor der Einbringung zwecks Erhöhung der Festigkeit des Gesamtsystems mit einem Klebstoff zwecks Anbindung an das sperrige Flächengelege beaufschlagt wird.

20. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Leichtzu schlagsstoff aufgebrachte Klebstoff geschäumt oder nachträglich aufschäumbar ist.

21. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbau- und -werkstoffes hoher Festigkeit nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die organische oder mineralische Matrix in das offene, bereits geformte Flächengelege eingebracht wird.

22. Verfahren zur Herstellung von Leichtbau- und -werkstoffen nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bewehrende Bestandteile, Leichtzuschlags stoffe und Matrixmaterial gemeinsam zu einem Flächengelege geformt und dann ausgehärtet werden.

23. Verfahren zur Herstellung von Leichtbau- und -werkstoffen hoher Festigkeit nach ei nem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial ge schäumt wird.

24. Verfahren zur Herstellung von Leichtbau- und -werkstoffen hoher Festigkeit nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Formung des Geleges zur Erhöhung der Stoß- und/oder Biegefestigkeit Beschichtungen/Beplan kungen ein- oder beidseitig aufgebracht und im Zuge der Aushärtung verbunden wer den.

25. Verfahren zur Herstellung von Leichtbau- und -werkstoffen hoher Festigkeit nach ei nem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß oberflächenversiegelnde Beschichtungen ein- oder beidseitig aufgebracht werden.

26. Verfahren zur Herstellung von Leichtbau- und -werkstoffen hoher Festigkeit nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß dekorative Beschichtungen ein- oder beidseitig aufgebracht werden.