Hanflaminate im Test

Hanflaminate
im Test
NatürlicheKunststoffe- das klingt wie die Quadratur des Kreises,ist aber tatsächlichmachbar:
Laminateaus modernen Kunstharzenund Hanffasern
könnten glasfaserverstärkten
Kunststoffen eines Tages
Konkurrenzmachen (wir berichtetenin Palstek3l9l).
Ob s i c h d i e u mw e l tfre u n d l i ch en
Lam inateauch im
Bootsbau einsetzenlassen,hat der BerlinerSchiffbauingenieurJörg Albrecht jetzt in einem ,,low budget
- high tech" Projekt untersucht.
Das NaturproduktHanffaserist normalerweiseals Dichtnittel ftir Rohrverbindungenbekannt. Bisherige
Versucheals Verbundwerkstoff
beschränktensich auf die Erprobung
von Festigkeitsund Steifigkeitswerten
unter Laborbedingungen.
Eine spezielleAnwendungim BereichdesBootsbaus ist bislangnoch unerforscht.
Warum sollen überhaupt Hanflaminateuntersuchtwerden,magman
sich fragen, warum soviel Aufwand
betreiben,wo esdoch Glasfaser
gibt?
Dabeisprechenviele Gnindeftir solche Untersuchungen:
Einsparungvon
148 PALSTEK
6/98
Energie,die Vermeidungvon Abfällen und die Sicherungvon Arbeitsplätzen in der Landwirtschaftsind
wohl die wichtigsten.
Hanf wächst mit der Energieder
Sonneund bindet CO, aus der Luft
in seinenFasern.
Beiderthermischen
Entsorgungvon Hanfwerkstoffen
kann die von derPflanzegespeicherte
Energieder Sonne Cor-neutralals
Heizemergie
genutztwerden.Die entstehendenAschereste
finden als IsoIationsmaterialVerwendung.
Die Entsorgung
der mit Harzverbunden Laminatefindetderzeitnoch wie
bei formverleimten
Holzstricken
statt.
Bei zukünftigen Baustoffen aus
Biomolekülensoll eine Kompostierung möglich sein.
Die Agrarimportevon Billigprodukten
ausallerWelt machenden deutschen
BauemdasLebennicht geradeleicht.
Mit dem Hanfanbau besteht die
Chance,die Landwirtschaftals Produzent hochwertigerFasernwieder
alsZuliefererder Industriezu etablieren. So können Arbeitsplätze
in der
Agrarwirtschaft
an die industrielleEntwicklung gekoppeltwerden.
Hanf liefert neben Rohstoffenftir
Textilien auch Dämmstoffefth die
Bauindustrieund Fasern ftir den
Fahrzeugund Bootsbau.
Iestziele
In unseremVersuchsolltederEinfluß
der Luftfeuchtigkeitals die maßgebliche Umgebungsbedingung
ftir den
EinsatzdesWerkstoffes
im Bootsbau
untersuchtwerden. Die Annahme,
daßdie Eigenschaften
der Hanffasern
im wesenflichenvon der Luftfeuchtigkeit abhängen,bestätigtesich.
Ziel des Projekteswar die
::,,11..$ntes
der Festigkeitsowie
1,.1üntenuchung
::l:rider
Steifigkeitvon Hanflaminaten
in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit.
: I :'
:III.:Il :II ::I :: .
ZweitesZiel des Projekteswar eine
Abschätzungder Kosten im Verrirr:,:::llliltnis
zum Nutzen. Für uns war
wichtig, welche Materialkosten
entstehen, um eine bestimmte
Kraft (Festigkeit) aufzunehmen
oder eine bestimmte Durchbiegung (Steifigkeit) zuzulassen.
129
108
- - -Epolf
-
30%
+-xt'5t,s
80
-'-'-Ar#gt%
6ü
4a)
. -Pffi$Cn6
.. -Azus)%
- - - - -- A z r g l %
Die Materialkosten ftir Laminate allgemein hängen im wesentlichenvon
2ü
dem Harzpreis und dem Preis der
Fasermattenab. Je nachdem welche
0
Menge der beiden Komponenten pro
Fläche in dem Laminat verarbeitet
werden, ergeben sich die Kosten pro
Flächeneinheit.
Das Verhältnis der Werkstoffe, Harz
Interpolierte
Testergebnisse
zurBiegefestlgkelt
vonHanfIaminaten.
und Fasermatte,
wird durch den Faservolumengehaltoder den Fasermassengehalt ausgedrückt.In den Versuchen
berücksichtigten wir also auch das
und UP-Harzen. Die Auswahl der
arbeitetworden.BeiderHentellungvon
Verhältnis der Werkstoffanteile bei
Harze erfolgte danach, ob sie nach
Matten aus Glasfasernwird die
den Testshicken.
den Angaben der Hersteller ftir den
,,Schlichte"aufgebracht,um die
Bootsbaugeeignetsind.
Durchtränkungder Glasfasermatten
AusderVielzahlder Harzhentellerhaben
mit demKunstharz
zu fördernund die
wir vier ausgewähltund je ein Kilowasserbeständige
Haftung der beigmmm aus der laufenden Produktion
den Komponenten
langfristigzu verUm das langwierigeVerfahren für die
zum Testverwendet.
bessem.
Bewilligung von Fördermitteln zu
Um Fehler und den Einfluß von
vermeiden und recht bald Ergebnisse
Unregelmäßigkeiten
im Materialbei
Die lest.Produhe:
zu etzielen, habe ich mich auf die
den Ergebnissen
auszuschließen,
haSuche nach Partnern gemacht, die
ben wir in dem Materialtestinsgsich an einem umweltgerechten
mit je sieben
esamt32Versuchsreihen
rz mit !l ärter
lt:iltiillilircRU-Polyesterha
gestartet
Werkstoff im Bootsbau aktiv beteiliProben
und
ausgewertet.
So
AZUR-S
VISCOVOSS
mit Härter
gen wollen. Ich danke fur die Unterstellten wir sicher, daß wir einen
LN-EporyA+B
mit Härter
gutenstatistischen
stritzung vor allem dem Institut fur
MittelwertderErgebCIBAAraldit1Y564+ CIBAHärter
Strukturmechanik der DLR-Braunnissebekommen.
HYs6O
schweig, insbesondereHerm Riedel,
Die Probeshickeder Hanflaminate
der die umfangreichen Versuche erhabenwir in den jeweiligenTestreimöglicht hat.
Bei dem WirfaserfliesausHanf han- hen auf ihre Biegefestigkeit
und ihre
Proiehpqrlnel
Die Versuche
Hier eineZusammenfassung
derTestergebnisse,
welche sich auf die Biegefestigkeitund die Biegesteifigkeit
der Hanffaserlaminate
beschränken
und die verschiedenen
untersuchten
Randbedingungen
wie Luftfeuchtigkeit und Faservolumengehalt
berücksichtigten.
Wir testeten
einenWerkstoffausHanffasernund herkömmlichenEooxid-
delteessichum ein sehrgrobesVlies
mit einem Flächengewicht
von 550
Grammpro Quadratmeter
und einer
Dicke von insgesamtcirca vier bis
fünf Millimeter.
Die Laminat-Proben
für die Testreihen wurden im Vakuumverfahren
hergestellt.Die Luft nurde aus dem
Laminatgesaugt,
sodaßim Werkstoff
ein niedrigererDruck herrschtund
der Luftdruckvon außenden Werkstoff zusammenpreßt
und verdichtet.
Die von uns verwendeten
Hanffasermatten warenohne ,,Schlichte"
ver-
(E-Modul)untersucht.
Biegesteifigkeit
Die vier Harzsorten
wurdenmit zwei
verschiedenen
Faservolumengehalten
von 50 Prozentund 30 Prozentfiir
ieweils zwei unterschiedlicheLuftfeuchtigkeiten,
50 und 100 Prozent,
getestet.Die Luftfeuchtigkeithaben
wir in einemabgeschlossenem
Behälwelcherzu einemTeil
ter eingestellt,
gefulltwar. Die
mit einerSalzlösung
Probeshickenrrrden so lange (circa
ftir vier Wochen)über der Lösung
gelagert,bis keineGewichtszunahme
mehrzu registrieren
war und wir von
PALSTEK6198 I49
r
ffi;E*+;
*ji:ini;:::tst
AUFIIA
är RO$TFREI
Hanseboot
Halle
1 0G Stand
1149
einer Sättigung der Stücke mit Feuchtigkeit
ausgehenkonnten. Es hatte sich ein Gleichgewicht zwischen Luftfeuchtigkeit und Probesttick eingestellt,und die Proben nahmen
keine weitere Feuchtigkeitaus der Luft mehr
auf.Jetztkonnten wir mit den Biegeversuchen
an den Probestücken
beginnen.
HBW.Holz+Boot.Wedel
Bootsbau- Material
Bootsbau-sperrholz
für Außenhautund Innenausbau
. Leime. Epoxydharz
Bootsbau-Massivhölzer
Starkfurniere. Benar-Hartholzschutz
.Tel. 04103- 155 2g. Faxo4lOg- 14909
22880Weclel. Industriestr.5T
Biegemodul
[MPal * - --Epcxy 30%
14m0
1280
- - Epuy 50%
-uPs30
30%
-uP3630
50%
---.-Arddt30%
- ' -Arddil 50%
- - - -Azu,30%
"'" " Az|.r50%
10m0
SCHLAUCHBOOTE
w' Hohe Qualität - niedriger Preis!
Vom 2,30-m-Yachtbeibootbis zum 4,70.m-Sportboot
PHOENIX
EUFOPE
General.lmporteur
WASSERSPORT-M0SER
D-67166Otterstadt,Reiherslraße
17.Telefon0 62 32 / 4 46 81
SGHTFFSFENSTER
NAGH Ii'IAß
in Aluklemmprofilen
für 6 - l5 mm Glcs,
Windschulzscheiben,
ouchgonzkloppbor,
HOUDINl- Decksluken,
ouchnochMoß,
diverseSonderposlen,
[isle onfordern!
Technischer
Yochfseruic
Ä.4ühlenweg
r0 4e536
rienen/Ko*enveniee
lel. 0 54 U
.
197081 Fox 97082
80m
60m
40m
20m
U
50%
Lufrfeuclttigkeit
Hanseboot
Halle
1 Stand
1007
Synthesegummi
WKT
für einedauerhafte
Abdichtung
von Holzdecksfugen
undandereanspruchsvolle
Anwendungen
> alterungsbeständig > UV- und ozonbeständig > teicht und blasenfrei
> dauerelastisch
> nicht versprödend
zu verarbeiten
SynthesegummiWKT wurde unler anderem ftir die HolzdecksfolgenderSchiffeeingeseut:
AbdulAziz' Amphitriie.Anny.A1"on".O""nuntiofSaba. AspasiaAlpha.Astor.Century.C.ownOdvssee.Elbelll
. Eisbrecher
Stetlin.Europa. Galaxy'GermaniaVl . cisela. GorcnFock. Croßherroqln
Elizabeü.' Hohentuiel.
Homeric. Katalina. Krusenstern' Lili l\rarleen, Mercury. I\,,leieor.Oriana. passat , po-seidon. princessMashuil .
Rickrer RickmeF Royal-'Viking
Schiffe. Schaarhörn. Sea Cloud of Grand Cayman . Stadt Kiel . SuperstarLeo .
WindSong. Wind Spirit. WandStarsowievielewe lere bekannteyachten und Crulseline.
PAUL PIETZSCHKE
CHEMISCH-TECHNISCHE
FABRIK,TARPEN'l3, 2241g HAt\,4BURG,
rEL: O4O/ 5273A41,FAX:O4OI S273Ag2
H a n s e b oHo at l l e1 1 0 G S t a n d1 1 4 6
Schiffsrenovierung mit GISATEX
Nlodernisicrung
li\icrrrrQ\on \{anrl
Van(l unil
ilnrl Dccken
Deckenmil s.l5rrrlrstcll Spezialmatefialien
SDcTirlln.tr
ßELLINA THERMOTDX _ THIRITO ISOCILL _ KUNSTLED[R _ ISOLIIRSTOFFE
- KASCHIIRTI wANDB[LÄc[ - KL[Bsror.FB
DBCKSBILAGI polsT[Rsrot]E
tILTRA THIRM di€ fantastische WäTmeJSOLATION lür polstersitze - MOTORSCHALLSCHLUCKIRRG
ANTIRUTSCHßILAGI _ SCHAUMSTOFFE
35
POTSTERFERTIGUNG NACH MASS _ PTICHTPOTSTER _ BOO'ISSITZE
gesamtesPolstcrzuhehör,Knöpfe, Garne, Klettbii[der, Reißverschlüsse,
Nrdeln, allcs in Kunststoff
POLIGRAS
BODINßNIACI- ISOLATION GT DRITüEAVf,gCgCNNASSC
POISIEf
Sonnenschutzfblien,spezielleAllergiker Polsterstoffe und Künstleder, Bootsgardinenschinen
Unser ,rlusterkatalog fttlt otigitxil I'atb- und Muteilahnrcteru
liegtfür Sie hereit:
GfSA
TEXGiersberg
GmbH,
Bodenersh.
28,76448
Durmersheiry
lel.0 7245/ 29 60,Iox 56 l6
GISA TEX SCHIFFSINNENAUSSTATTUNG
Dipl.-lng. Berndt Zamostny
PF 5 10749,30637 Hannover
HannoverscheStraße32, 30916 IsernhagenOT Awb,
Tel,/Fax:051 I / 5478385
Tel.:0112 I 5423590
Holzkonservierungsmittel
aus Balsamterpentinölund Leinölflrnis
Esche-Bootshaken, verjüngt mit stabilemHolzgriff, WasserriefenMeßmarkenund Bronze- oder Messingbeschlag,lackiert in Längen bis ca. 4 m
- Eigene Herstellung -
150 PALSTEK
6/eB
lnterpolierte
Testergebnisse
zurBiegestelflgkelt
vonHanflaminaten.
Die Ergebnisse
Betrachtet man die Materialwerte in der
Zusammenfassung,zeigen die untersuchten
Proben generellbei 50 Prozent Luftfeuchtigkeit bessereWerte als bei 100 Prozent. Die
Laminate aus UP-Harzen weisen bei einer
Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent und einem
Faservolumengehaltvon 50 Prozent eine
höhere Festigkeit und Steifigkeit auf als
Laminate mit 30 Prozent. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent gleichen sich
die Werte wieder an.
Das Laminat aus Epoxid-Harz zeigt ein anderesVerhalten. Die Werte liegen zwar über
denen der UP-Laminate,aber bei 50 Prozent
Luftfeuchtigkeit weist das Laminat mit 30
Prozent Faservolumengehalteinen besseren
Wert auf als das Laminat mit 50 Prozent.Bei
100 Prozent Luftfeuchtigkeit gleichen sich
auch beim Epoxid-Harz die Werte an.
Durch die geringe Dichte der Hanffasern
(wie auch bei Hohlfasern) entsteht eine fut
i
desLaminats.Dieshat zur
,,Sandwicheffekt"
Folge,daß die Laminate gegenübereinem
Vergleichslaminat
ausGFKteilweisebessere
Werte im Preisund Gewichtbei gleicher
Steifigkeitoder Festigkeithaben.
Bei einerVerwendungvon Hanflaminatmit
von 50 Prozent
einem Faservolumengehalt
unter 50 ProzentLuftfeuchtigkeitund dem
mit ebenfalls
50
Vergleichmit GFK-Material
bei gleicherSteiProzentFasermassengehalt
figkeit ist das Hanflaminatum 35 Prozent
billiger und sieben Prozent leichter. Im
GFKVerhältniszu dem entsprechenden
Material ist das Hanflaminatbei gleicher
Festigkeitzehn Prozentbilliger.
Schlußbetrochtung
ftihren
Die Ergebnisse
der Untersuchungen
zu folgendenEmpfehlungen,die ich ftir die
Anwendungvon Hanflaminatenim Bootsbau gebe:
iS$$ür eine praktischeAnwendung kom","hen
Laminatemit hohemFaservolumengehalt in Frage,da diesebilliger sind.
zu günstigenPreisen
serienu.sondemnfrertisuns
FREUDENSTEIN EDELSTAHLBAU
Yacht- u. Bootsbeschläge
Bug- u. Heckkörbe
Dipl.-lng. Thomas Freudenstein
StapelholmerWeg 18 . 24988 Oeversee
Telefon: 0 46 30 / I 31 30
Telefax:0 46 30/ I 31 50
Bouflgw €
SGHAKEL:
Anfertigung
fi+l
nachlhrenldeen\t9
vonBeschläg"n
5
oderlhrenVorgaben
Bug & Heckkörbe,Badeleitern,
Serien& Sonderanfertigung,
Edelstahl-Tanks,
Geräteträger,Mastlegevorrichtungen,
Yacht-u. Bootsausrüstung
Terminal-Walzungen,
Leibnizstr.33. 10625Berlin
Tel./Fax030/31350 06
CHRNSTNAN G. AHR.ENS
Boot-undYachtzubehör
Tauwerk- Edelstahlseileund Terminals
Farb- und Reparaturmaterialien
NautischeGeschenkartikel- _Bekleidung
Matthäikirchstr. 35
30519 Hannover
Posüach 89 02 29
30515Hannover
Tel. (05 t1) 86 51 76
Fax (05 11) 86 27 51
Aufgrund der hohen Abhängigkeitvon
der Luftfeuchtigkeitist vorerst nur der
oder der
Formenbaufur GFK-Rümpfe
Bau von Inneneinrichtungenzu empfehlen.
Zur Zeitmüssendie Laminateunbedingt
im Vakuumverfahrenhergestelltwerden.
Firmen, die an neuen Projektenin dem
haben,könnenmich unter
BereichInteresse
oder e-mail
folgenderFax/Telefonnummer
erreichen:Techno Consult Ingenieurbüro,
JörgAlbrecht,Tel./ Fax:030 - 4492800,
com
e-mail: [email protected]
ts:)
Jörg Albrecht
wurde 1963in
Heidelberggeboren. Er studierteSchiffbau
in Hamburg.
Bereits während desStudiumsarbeiteteer am Institut fth Meerestechnik. Nach dem Diplom war er
unter anderemin der Versuchsanstalt
fui Wasser-und Schiffbautätig. Sein
sind Elektroantriebefür
Spezialgebiet
Schiffe, die solargestütztbetrieben
werden.Zw Zeit betreibterein eigenes Ingenieurbüroin Berlin.
Gmon
naraldscrronstein
epparatetecrrnit
E,-J. BOWMANN
ür Innenbordmotore
W ä r m e t a u s c h ae ur s A l u m i n i u m g uf ß
I Auspuffsammelrohre
t Öl-/ Motorwasserkühler
0 Ladeluftkühler
EG2057o Umrüstsätze
e-mail: [email protected]
D-22594Hamburg .Tel.:040/ 89 3003. Fax:040/ 89 3004
Rep a r a I ur sc hweissu n g en
Al u m i n i u m -VA-Stöh le- Gu ßlegieru ngen
Behölterbou,Einzelonfertigungennqch Wunsch
Elf nülich
VororlmonlagenEüIR0PAW
's
' tox962352
' Tel.02305/962350
Costrop-Frohlinde
Slr.407' 44577
Grof Alutet' Dortmunder
PALSTEK6/98 151