Verbundvorhaben Oekostab: Verbindungen im konstruktiven Holzbau durch Laubholzstäbe ersetzen

(21.5.2025) Das Verbundvorhaben Oekostab hat erfolgreich neue Möglichkeiten für den Einsatz von Laubholz im konstruktiven Holzbau untersucht. Ausschlaggebend für das Verbundvorhaben war die Zielsetzung, eingeklebte Stahlstäbe in Nadelholz durch lastabtragende Laubholzstäbe zu ersetzen und dabei Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu verwenden.

Probelauf für die Anwendung in Holztragwerken (Foto: Fraunhofer IFAM) 

„Die potenzielle Leistungsfähigkeit von Holz wird an dieser Stelle noch nicht voll ausgenutzt”, heißt es im Abschlussbericht des Projektteams. Verwiesen wird auf den CO₂-Ausstoß bei der Stahlherstellung, die Gesundheitsgefährdung beim Umgang mit synthetischen Klebstoffen und die eingeschränkte Recyclingfähigkeit von konservativ verleimten Holzverbindungen. Gefördert wurde das Projekt vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMELH, vormals BMEL).

Testgegenstände

Im Rahmen des Projektes wurden die Laubholzarten Buche, Esche und Eiche für die Stäbe sowie Fichte für die Kanteln getestet und proteinbasierte Klebstoffe für die Laubholzverbindungen entwickelt. Parallel zu den Glutinleimen wurden zwei synthetische Leime als Referenz eingesetzt.

Vorgehensweise

Nach vielversprechenden Versuchen wurden großmaßstäbliche Bauteilversuche durchgeführt. Die Klebkraft der in Fichtenkanteln eingeklebten Stäbe war vergleichbar mit handelsüblichen petrochemischen Klebstoffen. Auf Grundlage der Großbauteilversuche wurden Computersimulationen durchgeführt, um die Tragfähigkeit der Verbindungen unter realistischen Bedingungen zu berechnen.

Basierend auf den Versuchen und Simulationen wurden Bemessungsregeln erarbeitet, die den Einsatz von geklebten Laubholzverbindungselementen im Holzbauingenieurwesen ermöglichen.

Glutinleime werden dem konstruktiven Holzbau gerecht

Durch den Einsatz nachhaltiger Glutinleime konnten Verbindungen hergestellt werden, die den Anforderungen des konstruktiven Holzbaues entsprechen. Unter Raumtemperaturbedingungen haben sich die Klebstoffe als tragfähig erwiesen, die Feuchtebeständigkeit konnte im Projektverlauf weiter verbessert werden. Bei höheren Luftfeuchtigkeiten und Temperaturen sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Langzeitbeständigkeit zu gewährleisten.

Projektbeteiligte

Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) konnte bei diesem Forschungsvorhaben auf umfangreiche Vorarbeiten zurückgreifen. Unterstützt wurde es von den Praxispartnern Fritz Häcker GmbH + Co. KG, die die Glutinleime zur Verfügung stellte, sowie Pollmeier Pollmeier Massivholz GmbH & Co. KG und Pirmin Jung Deutschland GmbH, die beratend zum Thema konstruktiver Holzbau tätig waren.

Anwendungsfelder

Insgesamt eröffnen die Forschungsergebnisse Möglichkeiten im konstruktiven Holzbau sowie neue Anwendungsfelder für feuchtebeständige Klebstoffe, wie z.B. die Hydrophobierung von Dämmstoffen. Weitere Einsatzmöglichkeiten bieten sich in der papierverarbeitenden Industrie oder im Buchdruck.

Weitere Informationen:

Verbundvorhaben: Eingeklebte Laubholzstäbe im konstruktiven Holzbau unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe; Akronym: Oekostab

• Teilvorhaben 1: Optimierung und Berechnung eingeklebter Laubholzstäbe; Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) Bremen
• Teilvorhaben 2: Optimierung von Proteinklebstoffen für den Einsatz im konstruktiven Holzbau; Fritz Häcker GmbH + Co. KG Vaihingen an der Enz