Publikationen

Wir möchten die innovativen Bauweisen mit Hanf und Kalk in all ihren Facetten darstellen. Deshalb unterstützen wir den wissenschaftlichen Diskurs und machen ihn für andere verfügbar. Gerne veröffentlichen wir auch Ihre Publikation. Schreiben Sie uns!

Tübingen, den 04.01.2020

Wirtschaftliche Verarbeitung von Hanfkalk

Um Hanfkalk zu verarbeiten gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine geläufige Möglichkeit besteht darin, den Hanfkalk vor Ort zu mischen und zu verarbeiten. Die zwei bekanntesten Verfahren sind hierzu das In Situ- und das Sprüh-Verfahren. Beide Verarbeitungsweisen haben ihre Stärken, aber auch ihre Schwächen. Im folgenden Artikel werden sie erklärt und miteinander verglichen.

Hanfkalk in situ

Die Lateinische Bezeichnung heißt übersetzt „am Ort“- was schon die Verarbeitungsweise gut beschreibt. Die Schäben werden zusammen mit dem Bindemittel und Wasser vor Ort auf der Baustelle gemischt. Die frische Mischung wird dann sofort mit Eimern an den nahegelegenen Einbauort gebracht. Immer häufiger werden auch für diesen Transport Förderbänder eingesetzt, wobei sie die geforderte Flexibilität nicht immer leisten können, da sich der Einbauort ständig wechselt.

Die frische Hanfkalk-Mischung wird dann in die Wände, Decken oder sogar Dächer von Hand lagenweise eingefüllt und verdichtet. Die Lagen sollten nicht höher als 15 cm sein, da sie sich ansonsten nicht mehr gleichmäßig verdichten lassen. Bei besonderen gestalterischen Anforderungen kann jedoch von dieser Vorgabe abgewichen werden. Die Verdichtung erfolgt von Hand mit typischen Hanfkalk-Stampfern. Beim Verdichten ist besonders auf die Ecken und Detailausbildungen zu achten, da dort erfahrungsgemäß die Gefahr von Fehlstellen groß ist und das mühselige nachträgliche Stopfen wertvolle Zeit kostet. Ein Team von drei bis vier Personen kann mit dem In situ Verfahren zwischen 0,5 und 1 m³/h verarbeiten, wobei die Varianz durch die Einbausituation (Wandgeometrie, Wege zum Mischer, Schalung, etc.) beeinflusst wird.

Die Schalung kann häufig bereits nach einer Stunde abgenommen werden, wenn eine Höhe von max. 1 m erreicht ist. Je nach Konstruktion kann es auch länger dauern, bis die Schalung umgesetzt werden kann. Nach einem Tag sollte jedoch die Festigkeit hoch genug sein.

Da der Geräteeinsatz gering, dafür aber der Personaleinsatz im Vergleich zu den anderen Verfahren etwas höher ist, eignet sich in situ besonders für Situationen, in denen die Mengen von Hanfkalk geringer sind und der Personaleinsatz höher sein darf. DIY-Projekte, Workshops und kleinere Bauvorhaben, wie Anbauten oder Erweiterungen, sind klassische Anwendungsgebiete für in situ-Projekte. Wie wäre es zum Beispiel mit einem CO2-neutralen Hausanbau aus Hanfkalk?

Hanfkalk sprühen

Während beim In situ Verfahren viel Personaleinsatz nötig ist, überwiegt beim Sprühverfahren von Hanfkalk der Einsatz von Maschinen. Wie bei In Situ wird die Mischung vor Ort in einem Hanfkalk-Mischer hergestellt. Die Leistungsfähigkeit des Mischers ist hier von entscheidender Bedeutung, da sie mindestens der Leistung bzw. dem Durchsatz der Sprühmaschine entsprechen muss. Gleiches gilt für den Druckluftkompressor. Welche Leistung erforderlich ist, kann dem Handbuch des Sprühgerätes entnommen werden. Überhaupt muss die Leistungsfähigkeit der Maschinen untereinander gut abgestimmt sein.

Als Tragwerk dient sowohl beim Sprühverfahren als auch bei In Situ ein Holzständerwerk, welches die Lasten an den Baugrund weitergibt. Zwar hat Hanfkalk durchaus eine aussteifende Wirkung [SCHULZ, 2019], jedoch wird nach aktuellem Stand der Technik in beiden Verfahren vom Holztragwerk übernommen. Deshalb eignet sich Hanfkalk auch hervorragend für die Ausfachung von Holzfachwerken bei der Sanierung von alten Fachwerkhäusern. Auf die positiven bauphysikalischen Eigenschaften sei an dieser Stelle hingewiesen.

Bevor mit dem Sprühen begonnen werden kann, ist eine einhäuptige Schalung herzustellen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Schalung mittels Schalelementen (z. B. MEVA AluStar®) oder auf herkömmliche Art mit Brettern zu montieren. Eine andere Möglichkeit ist, mit Hanfkalksteinen eine verlorene Schalung herzustellen. Der Vorteil ist hier sicherlich, dass eine Seite der Wand bereits durch die Mauersteine fertiggestellt ist und sofort verputzt oder anderweitig bekleidet werden kann. In jedem Fall muss die einhäuptige Schalung am Holztragwerk vor dem Sprühen fest verschraubt sein. Ob die Schalung an der Außenseite oder auf der Innenseite einer Wand angebracht wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Ein sehr erfolgreiches und robustes Gerät für die Hanfkalkverarbeitung ist das EREASY-Sprühsystem von Baumer Chanvre. Das Sprühsystem schließt ein Verstopfen der Rohre nahezu aus und hat einen Durchsatz von ca. 6 m³ Hanfkalk pro Stunde, was die Leistung des In situ-Verfahrens um das zehnfache übersteigt. Die Größe des Teams kann hierbei auf drei Personen begrenzt werden. Das Zusammenspiel zwischen Team und Geräten ist entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung der Sprühtechnik.

Das Sprühverfahren von Hanfkalk eignet sich vor allem für großflächige und professionellere Anwendungen, in denen Schnelligkeit und Kosteneffizienz von Relevanz sind.

Zusammenfassung

Um den Baustoff Hanfkalk gut kennen zu lernen sollte jede*r angehende Hanfbaumeister*in ein In Situ-Projekt bearbeitet haben. In unseren Workshops legen wir hierfür die Grundsteine.

Wenn Sie mehr über die unterschiedlichen Verarbeitungstechniken von Hanfkalk erfahren wollen, steht unser Team vom Hanfbaukollektiv gerne zur Verfügung.

Über den Autor

Reinhold Straub widmet sich mit seiner Firma Hanf | Kalk diesem bewährten und zugleich innovativen Baustoff. Sein Ziel als Hanfbau Pionier ist es den Baustoff Hanf in Deutschland groß zu machen. Auf diesem Weg gibt es noch viel zu tun – Mitstreiter sind herzlich willkommen!

Kontakt:

Reinhold Straub

Straub Allgäu UG (haftungsbeschränkt)
Höf 14
DE-87764 Legau

Tel.: +49 8330 7549921
Mail: info@hanfundkalk.de
www.hanfundkalk.de

Legau, den 26. Oktober 2019

HANF - Baustoff der Zukunft

Industriehanf bietet uns im Wesentlichen zwei Rohstoffe für Bau- und Dämmstoffe. Zum einen die außenliegende Hanffaser und zum anderen den holzigen Kern des Stängels, die sogenannten Hanfschäben.
Hanffasern werden schon seit vielen Jahren in Deutschland zum Dämmen von Häusern genutzt. Vor allem im Holzbau lassen sich Hanffasern sehr gut einbringen. Sie haben hervorragende bauphysikalische Eigenschaften und sind in vielen Punkten konventionellen Dämmstoffen voraus. Zum Beispiel: guter Dämmwert, die Fähigkeit Feuchtigkeit aufzunehmen und wieder abzugeben, sehr geringe Energiekosten bei der Herstellung und umweltverträglich.
Doch nicht jeder möchte ein Holzhaus oder ein Holzständerhaus haben. In vielen Gegenden ist die Massivbauweise zum Beispiel mit Tonziegeln verbreitet und beliebt. Bis heute wissen die wenigsten, dass man auch mit Hanf massiv bauen kann!
Die Verbindung von Hanfschäben und Naturkalk ergibt den massiven Baustoff Hanfkalk. Einige kennen die englische Bezeichnung Hempcrete, wobei Hemp für Hanf steht und Crete für Concrete, also Beton. Wir verwenden im Deutschen lieber den Begriff Hanfkalk, da sich Beton und Naturkalk in vielen Punkten unterscheiden. Beton ist ein sehr Energie intensiver Baustoff und kann nicht wie Naturkalk aufgrund seiner Porösität Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben. Das geniale an dieser Verbindung ist die Zusammenführung eines organischen Dämmmaterials den Hanfschäben mit einem mineralischen Bindemittel dem Naturkalk. Hanfschäben haben eben so wie Naturkalk eine poröse Grundstruktur, da sie in der Pflanze als nährstoffrührende Schicht fungierten. Dadurch ergibt sich ein sehr guter Dämmert und ebenfalls die Eigenschaft Feuchtigkeit auf- und abgeben zu können. Die beiden Grundstoffe harmonieren perfekt und entwickeln in ihrer Verbindungals Hanfkalk ein wunderbares Zusammenspiel, welches wir im Raumklima der Häuser anhand von sauberer Luft, ausgeglichener Temperatur und Feuchtigkeit wahrnehmen können. Die Vorteile von Hanfkalk kommen besonders bei einer monolithischen Bauweise zum tragen. Eine monolithische Wand besteht aus nur einem Material. Für eingeschossige Gebäude kann je nach Dachlast aufgrund der Eigenfestigkeit von Hanfkalk ganz auf ein Tragwerk verzichtet werden. Darüber hinaus gibt es verschiedene Möglichkeiten den Lastabtrag im Bauwerk zu gestalten. Die Tragwerksgestaltung hängt von der Planung, dem Baustil und auch der Verarbeitungsmethode des Hanfkalks ab. Eine fundierte Beratung vor Baubeginn mit Experten zahlt sich später in einem reibungslosen und effizienten Bau aus. Die monolithische Bauweise mit Hanfkalk wird in der Oberflächengestaltung mit Naturkalk- oder Lehmputzen aufgrund der ähnlichen Eigenschaften perfekt ergänzt.
Eine monolithische Bauweise mit dem richtigen Baustoff löst viele Probleme von mehrschichtigen Wandaufbauten ganz von selbst. Feuchtigkeit und in Folge Schimmel treten meist bei hydrophoben Dämmstoffen aus Kunststoff auf, welche keinerlei Feuchtigkeit aufnehmen können. Die moderne Bautechnik versucht dieses Problem durch die Ausführung einer luftdichten Ebene in der Gebäudehülle zu lösen. Eine Zwangsbelüftung ist dann obligatorisch.

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Über den Autor

Roman Schulz studiert Bauingenieurswesen im Masterstudiengang an der HTWK Leipzig und beschäftigt sich dort neben dem Studium intensiv mit der Forschung an Baustoffen aus Hanf und Kalk. Konkret befasst er sich mit mechanischen und hygrothermischen Eigenschaften des Materials bis hin zu Rezepturkonzeptionen.

Kontakt:

Roman Schulz, B. Eng.

HTWK Leipzig
Karl-Liebknecht-Str. 132
DE-04277 Leipzig
Mail: roman.schulz@stud.htwk-leipzig.de

Leipzig, den 08. Oktober 2019

Charakterisierung des ökologischen Baustoffs Hanfkalk und Untersuchung seiner Frühfestigkeit unter Verwendung verschiedener Bindemittel

Diese Bachelorarbeit setzt sich mit dem Baustoff Hanfkalk auseinander. Es ist ein Verbundbaustoff aus Hanfschäben und kalkhaltigem Bindemittel und wird den Agrarbetonen zugeordnet. Diese Betone beinhalten anstelle Gesteinskörnung, organisches Pflanzenmaterial als Zuschlagstoff. Der Großteil des Materials besteht daher aus nachwachsenden Rohstoffen. Dies macht dieses unkonventionelle Material nicht nur zu einem guten Dämmstoff, sondern verringert zudem auch die Abhängigkeit von erschöpflichen Ressourcen wie Sand. Des Weiteren entsteht durch die C02-Absorption bei der Zellulosebildung der Pflanze eine Kohlenstoffsenke, die dem Hanfkalk eine negative C02-Bilanz verleiht.

Aufgrund fehlender Fachliteratur in deutscher Sprache, wird in der hier vorliegenden Arbeit der Baustoff Hanfkalk mit seinen Bestandteilen, Anwendungsarten und bauphysikalischen- sowie mechanischen Eigenschaften ausführlich charakterisiert, um eine Wissensgrundlage für dieses Thema zu bieten. Im Anschluss daran werden verschiedene Hanfkalk Rezepturen auf ihre Frühfestigkeit (Festigkeit in den ersten 28 Tagen) untersucht. Dabei kommt neben einem weggesteuerten Messsystem zusätzlich das optische Messverfahren Digital Image Correlation (DIC) zum Einsatz. Dieses Messverfahren verspricht verbesserte Aussagen über verformungsbedingte, mechanische Kenngrößen wie den E-Modul zu liefern.

Die untersuchten Mischungen setzten sich neben den Hanfschäben aus 50% Kalkhydrat und 50% eines variablen Bindemittels zusammen. Folgende Bindemittel wurden Untersucht: Portlandzement, Naturschnellzement, natürlich hydraulischer Kalk, Kalkhydrat und Metakaolin. Die Auswertungen der Druckversuche ergaben, dass Portlandzement, Naturschnellzement und natürlich hydraulischer Kalk ausreichende Festigkeiten bringen, um einen wirtschaftlichen Arbeitsprozess zu gewährleisten. Dabei erreichte der Naturschnellzement die höchste Festigkeit, einhergehend mit einer großen Verformung. Daher schnitten NHL und Portlandzement durch ihre höhere Steifigkeit insgesamt besser ab. Diese drei Bindemittel konnten auch die größte Anfangssteifigkeit aufweisen. Jedoch beinhalteten die Ergebnisse der optischen Messung teils große Schwankungen, wodurch ihre Aussagekraft geschmälert wird.

Für die vollständige Arbeit kontaktieren Sie bitte den Autor.