Kostengünstige umweltfreundliche Dämmung für Gebäude
Ziel des EU-finanzierten Projekts ICECLAY (Highly efficient production of ultra-lightweight clay-aerogel materials and their integrated composites for building insulation) war es, eine neue Generation kostengünstiger hochleistungsfähiger Dämmstoffe für den Gebäudebau zu entwickeln und damit nicht zuletzt auch die Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittleren Bauunternehmen in der EU zu verbessern. Während herkömmliche Aerogele in der Regel teuer und nicht umweltgerecht in der Herstellung sind, entwickelte ICECLAY mit einem umweltfreundlichen Gefriertrocknungsverfahren einen porösen Leichtverbundstoff. Das vielseitige Verfahren verwendet nur harmlose und kostengünstige Rohstoffe wie natürlich vorkommende Nanotonerden, Wasser und umweltfreundliche kostengünstige Polymere. Die Projektpartner ermittelten vier Tonerden, die die gewünschten Eigenschaften für das ICECLAY-Aerogel haben. Natürliches Hectorit und synthetisches Hectorit waren die am besten geeigneten Tonerden für die Herstellung hochthixotroper Gelsuspensionen, deren Viskosität bei Belastung nachlässt. Hectorit-Tonerden erzeugten biegefestere Gele als andere Tonerden und interagierten besser mit Polymeren zur Bildung festerer Strukturen. Das Aerogel wurde in Platten, dünnen Streifen, Granulaten und Pulvern verarbeitet. Zur Optimierung der Gefrierbedingungen wurde die Temperatur auf -65ºC (Vorkühlstufe im Inneren der Gefriertrockenkammer) abgesenkt, um die Eigenschaften der Aerogele zu verbessern. Dies betraf die strukturelle Integrität und Oberflächenrauheit sowie die durchschnittliche Porengröße, die durch die kleineren Eiskristalle reduziert werden konnte. Die Forscher erstellten Softwareprogramme für numerische Simulationsmodelle der Leistung und Benutzerhandbücher für das thermische Verhalten/Leitfähigkeit von Ton-Aerogelen. Mit den Modellen wurde auch eine Studienreihe zum mikrostrukturellen Effekt verschiedener ICECLAY-Aerogele auf das thermische Verhalten durchgeführt. Außerdem können die entwickelten Modelle als Maßgabe für das experimentelle Design der gewünschten Leistung eines Aerogels für bestimmte Bauteile dienen. ICECLAY entwickelte damit ein durchaus konkurrenzfähiges Aerogelmaterial, das sich speziell für die Gebäudesanierung eignet, wo Kosteneffizienz des Wohnraums und gute Dämmung im Vordergrund stehen.
Schlüsselbegriffe
Gebäudeisolierung, Aerogel, Nanotonerde, Hectorit, Polymere, thermisches Verhalten
