Holzabfälle werden zu Biokomposit

Das Christian Doppler (CD) Labor für holzbasierten Biokomposit der nächsten Generation (WoodComp3D) entwickelt Strategien und Verfahren, mit denen im Sägewerk anfallende Holzabfälle wie Sägespäne zu einem hochwertigen Material weiterverarbeitet werden können.

"Österreich ist ein Weltmarktführer in der Holzindustrie, Bäume sind ein wertvoller Rohstoff", betont Arbeits- und Wirtschaftsminister Martin Kocher. "Derzeit werden aber nur rund 50 % eines Baumes für Baumaterial genutzt, der Rest fällt in Sägewerken als Hackschnitzel, Sägespäne, Sägemehl und Rinde an. Das neue CD-Labor sieht in diesen vermeintlichen Abfällen nun wertvolles Ausgangsmaterial für die Entwicklung neuer holzbasierter Baumaterialien."

Ein Großteil der Holzschnitzel, wie sie beim Zersägen von Baumstämmen entstehen, wird verbrannt, wodurch das in ihnen durch Photosynthese gebundene CO2 wieder freigesetzt wird. Doch auch dieses vermeintliche Abfallprodukt lässt sich, ähnlich wie Holz, weiterverwerten. Denn wie CD-Labor-Leiter Markus Lukacevic weiß, ist die Holzstruktur auch in diesen kleinen Holzstücken vollständig intakt. "Die kleinsten Bausteine, die für die Eigenschaften von Holz verantwortlich sind, bleiben bei diesem Verarbeitungsschritt erhalten. Sie sorgen für die Stabilität und Belastbarkeit trotz des geringen Gewichts von Holz."

Ziel von Markus Lukacevic und seinem Team ist es daher, diese Bausteine auf nachhaltige Weise wieder zu makroskopischen Tragstrukturen zusammenzusetzen. "Das gewonnene Lignozellulose-Netzwerk kann mittels formgebender oder sogar additiver Herstellungsprozesse miteinander zu neuen Baustoffen verbunden werden", erklärt Bauingenieur Markus Lukacevic. Mit diesem Verfahren soll ein ähnliches Wertschöpfungsniveau erreicht werden wie bei primären Holzprodukten. Das Endprodukt besteht dabei weiterhin zu 100 % aus Holz, denn die hier verwendeten Bindemittel (z. B. Lignin) werden ebenfalls aus Holzabfällen gewonnen.

Geplant ist eine chemiebasierte und simulationsgestützte Entwicklungsstrategie, mit der zukünftig ein holzbasiertes Biokomposit der nächsten Generation hergestellt werden kann. Dazu arbeitet die TU Wien eng mit der HS Timber Group als holzverarbeitendes Unternehmen und Unternehmenspartner im CD-Labor "WoodComp3D" zusammen.

Einzigartig ist zudem, dass drei Institute von zwei Fakultäten interdisziplinär zusammenarbeiten. Neben dem Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen (Markus Lukacevic und Josef Füssl) sind auch die Institute für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften (Michael Harasek) und Materialchemie (Hinrich Grothe) an der Entwicklung des holzbasierten Biokomposits beteiligt.