Maisstroh als Dämmstoff - Machbarkeitsstudie

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob sich die Stängel der Maispflanze (Zea mays) für die Herstellung eines Wärmedämmstoffes eignen. Im theoretischen Teil wird die Maispflanze in biologischer Hinsicht näher durchleuchtet, am Markt befindliche Dämmstoffe zu Vergleichszwecken analysiert und eine Bestandsaufnahme zum bisherigen Einsatz von Produkten auf der Basis von Mais durchgeführt, um Erkenntnisse für die Entwicklung des Dämmstoffes zu erlangen. Die Machbarkeitsstudie befasst sich mit der Frage, wie ein Dämmstoffprodukt, das zu einem überwiegenden Teil aus Maisstroh besteht, aussehen könnte. Hierzu wurde vom Autor ein erster Prototyp erstellt, um einen besseren Eindruck vom Material zu erhalten und einen ersten Ausgangspunkt für den weiteren Entwicklungsprozess zu setzen. Auf Grundlage der Erkenntnisse aus dem Bau eines zweiten, verbesserten Prototyps, konnten im Rahmen der handwerklichen und technischen Möglichkeiten, geeignete Probekörper für erste Voruntersuchungen zu den maßgeblichen Materialeigenschaften erstellt werden. Diese Prüfungen wurden in Anlehnung an die für Wärmedämmstoffe geltenden Normen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Maisstroh eine für einen Dämmstoff relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, aber trotzdem für die Erstellung von praxisgerechten und passivhaustauglichen Bauteilen geeignet wäre. Bei der Ermittlung des Verhaltens bei Druckbeanspruchung wurde eine relativ hohe Belastungsfähigkeit von zu Bündeln geschnürten Maisstängeln offenbar. Dieser Umstand gab Anlass für die Überlegung, Maisstroh auch als lasttragenden Wandbaustoff zu verwenden. Auf Grundlage der bis dahin gewonnenen Erkenntnisse wird in der Machbarkeitsstudie ein ausführbares Bausystem beschrieben, bei dem die Wärmedämmung überwiegend durch das Material Maisstroh realisiert wird. An beispielhaften Detaillösungen wird aufgezeigt, wie dieses Bausystem eingesetzt werden könnte und welche Bedingungen beim Einsatz eingehalten werden müssen. Am Ende der Arbeit stehen Überlegungen zur Herstellung, Verarbeitung und zur Verwertung des Materials nach dem Ende der Nutzungsdauer. Es wird dargelegt, welche Vor- und Nachteile das entwickelte System und sein Einsatz bringen kann und es werden mögliche Anwendungsgebiete angedacht. Einige Gedanken zum Marktpotenzial und ein kurzer Ausblick, wie aus Sicht des Autors das Material weiterentwickelt werden könnte, bilden den Abschluß der Arbeit.<br />

The objective of the master's thesis "Cornstalks as thermal insulation - Feasibility study" is to determine if it is possible to produce thermal insulation material from cornstalks. The first part of the paper is concerned with presenting the basic biological attributes of the plant as well as with a study into the previous use of cornstalks in construction materials. The feasibility study seeks to answer the question of how thermal insulation material produced from cornstalks could be realized. On the basis of insights taken from the construction of several prototypes, a number of test pieces were built in order to determine the main material specific values, such as thermo conductivity, flammability, pressure resistance, water vapour permeability and bulk density. The experiments were performed in the laboratories of the Department for Construction Materials Practice, Material Technology and Fire Safety, part of the Institute for Building Construction and Technology, located on the Aspang grounds of Vienna. Most of the ascertained values were comparable to those of other natural materials that are used as thermal insulation in the construction industry, such as straw and reeds. The most interesting observation was that the pressure resistance of cornstalk bundles is relatively high compared to other thermal insulation materials. Therefore, the aim of the author for the last chapter of the work is to invent a construction system based on load-bearing elements made primarily of cornstalk bundles. This system is subsequently described in drawings and visualisations. The final pages of the paper provide some comments on the attributes of an achievable production process, a comparison of the advantages and disadvantages of the material and a forecast of the impact of the material on the construction product market. Some suggestions regarding the further development of the material and a summary form the conclusion of this master's thesis.