Kommt wieder die Steinzeit?
Der Klimawandel bewegt uns alle. Im Hinblick auf ihn ist die Energiebilanz bei Herstellung von Konstruktionen aus verschiedenen Werkstoffen sehr wichtig.
Die gesamte Energiebilanz, unter Berücksichtigung aller Faktoren berechnet, sollte eigentlich bei der Werkstoffauswahl die ausschlaggebende Rolle spielen. Nach diesem Kriterium schneiden z.B. die heute so berühmten CFK nicht unbedingt am besten ab.
Sinnvoll wäre es, die energieintensiven Materialien durch ein Material zu ersetzen, das in großen Mengen verfügbar ist und langfristig mit abnehmendem Energieeinsatz und somit auch gegen Null gehenden CO2-Emissionen gewonnen werden kann. Gibt es so ein Material? Ja, und das ist Naturstein. Als Basis für diese Idee dient die Erkenntnis, dass Naturstein mithilfe von Kohlenstofffasern größere Belastungen ertragen kann und das auf flexible Art und Weise. Dieser neue Werkstoff wird als CarbonFaserStein CFS bezeichnet. Das Bild zeigt eine Türverkleidung-Studie aus CFS für einen Audi Q7 – die beiden auf Gehrung zusammengesetzten Hälften bestehen aus 2mm einseitig vorgespannten Steinplatten, die konkav gebogen sind.
Sinnvoll wäre es, die energieintensiven Materialien durch ein Material zu ersetzen, das in großen Mengen verfügbar ist und langfristig mit abnehmendem Energieeinsatz und somit auch gegen Null gehenden CO2-Emissionen gewonnen werden kann. Gibt es so ein Material? Ja, und das ist Naturstein. Als Basis für diese Idee dient die Erkenntnis, dass Naturstein mithilfe von Kohlenstofffasern größere Belastungen ertragen kann und das auf flexible Art und Weise. Dieser neue Werkstoff wird als CarbonFaserStein CFS bezeichnet. Das Bild zeigt eine Türverkleidung-Studie aus CFS für einen Audi Q7 – die beiden auf Gehrung zusammengesetzten Hälften bestehen aus 2mm einseitig vorgespannten Steinplatten, die konkav gebogen sind.
Türverkleidung-Studie aus CFS für einen Audi Q7,
Quelle: lightweightdesign, 03/2011
Die Dichte des Stein-Werkstoffes entspricht der von Aluminium, seine Druckfestigkeit und Biegefestigkeit sind mit denen von Stählen vergleichbar. Der Stein wird flexibel, wenn er, dem Spannbeton-Prinzip folgend, mit Hilfe der Faser während der Herstellung vorgespannt wird. Es hat sich erwiesen, dass diese Vorspannung auch mit der Kombination von anderen Fasertypen und Kunststeinen, wie Keramik und Beton, möglich ist, wobei mit Kunststeinen nicht die gleichen Ergebnisse erzielt werden wie mit Hartgestein, zum Beispiel Granit und insbesondere Alpengranit. Der Grund liegt in der unterschiedlichen Kristallstruktur, genaue Zusammenhänge sind wissenschaftlich noch nicht geklärt.
Ein weiteres Beispiel für die neue Verwendbarkeit von Granit ist ein 2,6mm dünnes „Blech“ aus CFS, bestehend aus einer Steinkernschicht und je einer Schicht Carbonfasern an den beiden Oberflächen. Die Steinschicht hat eine Dicke von 1,7mm, wobei jede beliebige andere Schichtdicke bis zu 0,6mm möglich ist. Das Volumenverhältnis von Stein zu Carbonfasern beträgt bei solchen Blechen in der Regel 2:1 bis 3:1. Auch andere Geometrien, z.B. Rundstäbe, lassen sich aus dem CFS anfertigen.
Wenn Sie noch mehr über den neuen Werkstoffen wissen wollen, lesen Sie den Artikel: „Konstruieren und Bauen mit faserstabilisierten Steingut-Platten“ in der Ausgabe 03/2011 der Zeitschrift lightweightdesign.
Und noch zu der Titel-Frage: Eine richtige Steinzeit kommt nie wieder. Wir leben im Zeitalter der Werkstoff-Vielfalt. Und es bleibt auch so. Und es ist auch gut so.
