Hanfkalk ist ein ökologischer Baustoff, der aus den Ausgangsmaterialien Hanfschäben, einem mineralischen Bindemittel – meist auf Kalkbasis – und Wasser hergestellt wird. Der Baustoff Hanfkalk hat durch seine negative CO2-Bilanz gepaart mit der leichten Verarbeitbarkeit und hervorragenden Dämmwirkung ein enormes Potenzial im Bausektor, einem der Hauptverbraucher von Ressourcen und Energie, ein ökologisches Umdenken herbeizuführen.
Die hier für die Versuche herangezogenen Hanfkalkmischungen unterscheiden sich in der Verwendung verschiedener Bindemittel, um die Abhängigkeit von speziell für Hanfkalk hergestellten und bislang überwiegend verwendeten Bindemitteln zu schmälern, da diese lange Transportwege aufweisen. In einer vorhergehenden Arbeit wurden Probekörper mit jeweils 50 M-% Weißkalkhydrat und einem abweichenden Bindemittelanteil auf ihre mechanische Frühfestigkeit untersucht. Von den fünf dort betrachteten Mischungen wurden hier die drei mit ausreichender Festigkeitsentwicklung bei tolerierbaren Verformungen herangezogen. Die sich unterscheidenden Anteile bilden PROMPT, ein Naturschnellzement, CEM I, ein Portlandzement, und NHL 5, ein natürlich hydraulischer Kalk. Jeweils zwei Probekörper jeder Mischung werden dann bis zur Massekonstanz über fünf gesättigten Salzlösungen und einmal reinem Wasser in einem abgeschlossenen Exsikkator gelagert, um aus den gewonnen Ergebnissen Adsorptionsisotherme zu ermitteln.
Die Resultate zeigen, dass das Feuchtigkeitsaufnahmeverhalten für alle drei Mischungen sehr ähnlich ist. Daraus lässt sich schließen, dass die Wahl des Bindemittels nur einen begrenzten Einfluss auf die Adsorptionseigenschaften des fertigen Baustoffs hat, vielmehr sind die Hanfschäben mit ihrem ausgeprägten Porensystem ausschlaggebend. Allerdings weisen die Isotherme der beiden Probekörper mit 50 M-% NHL 5 in Teilen große Unterschiede auf, sodass die Verlässlichkeit der Ergebnisse in diesem Fall etwas fragwürdig ist. Hier zeigt sich das Potential für anschließende tiefgreifende Untersuchungen.:Kurzfassung 2
Abstract 2
Abbildungsverzeichnis 5
Tabellenverzeichnis 6
Diagrammverzeichnis 6
Abkürzungsverzeichnis 6
Formelzeichen 7
1 Einleitung 8
2 Hanfkalk: Eine Verbindung von Hanfschäben und Kalk 10
2.1 Hanfschäben 10
2.1.1 Hanf als Nutzpflanze 11
2.1.2 Eigenschaften des Hanfes 13
2.1.2.1 Aufbau des Stammes 13
2.1.2.2 Für die Herstellung von Hanfkalk zentrale Eigenschaften der Schäben 15
2.2 Kalk als Bindemittel 16
2.2.1 Weißkalkhydrat 19
2.2.2 Natürlich Hydraulischer Kalk 20
2.3 Portlandzement 21
2.4 Romanzement 23
2.3 Hanfkalk als Dämmstoff 25
2.3.1 Verarbeitung unter besonderer Berücksichtigung des Wasserbedarfs 25
2.3.2 Aufbau und Funktionsweise 27
2.3.3 Eigenschaften 28
2.3.3.1 Thermische Eigenschaften und hygrothermisches Verhalten 28
2.3.3.2 Mechanische Eigenschaften 30
2.3.3.3 Akustische Eigenschaften 32
2.3.3.4 Brandverhalten 34
2.3.4 Ökologische Aspekte 34
2.3.4.1 CO2-Bilanz 35
2.3.4.2 Weitere Einflüsse auf die Umwelt 35
2.4 Feuchte 36
2.4.1 Feuchtetransportarten 36
2.4.2 Luftfeuchtigkeit 38
2.4.3 Hygroskopische Salze 39
2.4.4 Einfluss der Porosität auf das Feuchteaufnahmeverhalten 39
2.4.5 Ausgleichsfeuchte 41
2.4.6 Sorption 41
2.4.7 Arten von Sorptionsisothermen 42
2.4.8 Ableitbare Eigenschaften und Berechnungsverfahren 44
3 Eigene Untersuchungen 47
3.1 Versuchsaufbau 47
3.2 Verwendete Materialien 48
3.3 Rezepturen 49
3.4 Probekörperherstellung 52
4 Ergebnisse 53
4.1 Feuchtigkeitsaufnahme 54
4.1.1 NHL 5 54
4.1.2 CEM I 55
4.1.3 PROMPT 56
4.2 Einordnung der Isotherme in die Standardtypen 56
4.3 Auswertung der feuchtespezifischen Materialkennwerte 57
4.3.1 Wasseraufnahme 57
4.3.2 Spezifische Oberfläche 58
4.3.3 Porengefüge 59
4.4 Erklärung der Ergebnisse 60
4.4.1 Maximale Flüssigkeitsaufnahme 60
4.4.2 Poren 60
4.5 Diskussion der Ergebnisse 61
4.7 Weiterführende Forschung 63
5 Zusammenfassung und Ausblick 64
Literatur 66
Anhang 68
Selbstständigkeitserklärung 72 / This Bachelor thesis deals with the humidity adsorption of various hemp-lime (hempcrete) compositions. Hemp-lime is an ecological building material that consists of hemp shiv, a mineral binder – mostly lime-based – and water. Hemp-lime exhibits an negative CO2-balance which gives it together with its simple processing and excellent insulating effect an enormous potential to lighten the environmental effects of the building sector as one of the main consumers of resources and energy.
The hemp-lime mixes for the experiments in this thesis consist of different binders, so there can be an independence of binders made especially for hemp-lime and come by a long transport route. In a previous thesis mixes with each 50 wt% white hydrated lime and a differing fraction of binder were tested for their early mechanical strength development. Of the five formulations tested three had a
sufficient strength development combined with tolerable deformations. The differing fractions of the three mixes are PROMPT, a natural quick cement, CEM I, a Portland cement, and NHL 5, a naturally hydraulic lime. Two samples of each formulation were placed above five saturated salt solutions and one time pure water in closed desiccators until they reached a constant weight. From the gathered information, adsorption isotherms were created.
The result showed that the humidity adsorption of all three mixes are very similar. This indicates that the choice of binder has a limited influence in adsorption properties of hemp-lime, but mainly the hemp shiv with its distinct pore system. However, in the case of the NHL 5 formulation the two isotherms differ greatly in parts so that the reliability of the results in this case are questionable. Here, the potential subsequent, more profound experiments.:Kurzfassung 2
Abstract 2
Abbildungsverzeichnis 5
Tabellenverzeichnis 6
Diagrammverzeichnis 6
Abkürzungsverzeichnis 6
Formelzeichen 7
1 Einleitung 8
2 Hanfkalk: Eine Verbindung von Hanfschäben und Kalk 10
2.1 Hanfschäben 10
2.1.1 Hanf als Nutzpflanze 11
2.1.2 Eigenschaften des Hanfes 13
2.1.2.1 Aufbau des Stammes 13
2.1.2.2 Für die Herstellung von Hanfkalk zentrale Eigenschaften der Schäben 15
2.2 Kalk als Bindemittel 16
2.2.1 Weißkalkhydrat 19
2.2.2 Natürlich Hydraulischer Kalk 20
2.3 Portlandzement 21
2.4 Romanzement 23
2.3 Hanfkalk als Dämmstoff 25
2.3.1 Verarbeitung unter besonderer Berücksichtigung des Wasserbedarfs 25
2.3.2 Aufbau und Funktionsweise 27
2.3.3 Eigenschaften 28
2.3.3.1 Thermische Eigenschaften und hygrothermisches Verhalten 28
2.3.3.2 Mechanische Eigenschaften 30
2.3.3.3 Akustische Eigenschaften 32
2.3.3.4 Brandverhalten 34
2.3.4 Ökologische Aspekte 34
2.3.4.1 CO2-Bilanz 35
2.3.4.2 Weitere Einflüsse auf die Umwelt 35
2.4 Feuchte 36
2.4.1 Feuchtetransportarten 36
2.4.2 Luftfeuchtigkeit 38
2.4.3 Hygroskopische Salze 39
2.4.4 Einfluss der Porosität auf das Feuchteaufnahmeverhalten 39
2.4.5 Ausgleichsfeuchte 41
2.4.6 Sorption 41
2.4.7 Arten von Sorptionsisothermen 42
2.4.8 Ableitbare Eigenschaften und Berechnungsverfahren 44
3 Eigene Untersuchungen 47
3.1 Versuchsaufbau 47
3.2 Verwendete Materialien 48
3.3 Rezepturen 49
3.4 Probekörperherstellung 52
4 Ergebnisse 53
4.1 Feuchtigkeitsaufnahme 54
4.1.1 NHL 5 54
4.1.2 CEM I 55
4.1.3 PROMPT 56
4.2 Einordnung der Isotherme in die Standardtypen 56
4.3 Auswertung der feuchtespezifischen Materialkennwerte 57
4.3.1 Wasseraufnahme 57
4.3.2 Spezifische Oberfläche 58
4.3.3 Porengefüge 59
4.4 Erklärung der Ergebnisse 60
4.4.1 Maximale Flüssigkeitsaufnahme 60
4.4.2 Poren 60
4.5 Diskussion der Ergebnisse 61
4.7 Weiterführende Forschung 63
5 Zusammenfassung und Ausblick 64
Literatur 66
Anhang 68
Selbstständigkeitserklärung 72
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:77497 |
| Date | 21 January 2022 |
| Creators | Renner, Leo |
| Contributors | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (FH) Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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