In Gebäudebereichen ohne besondere Brandschutzanforderungen kommen derzeit Füll- und Montageschäume auf Basis von Polyurethan (PU) zum Einsatz. PU-Schäume eignen sich aber nicht für Brandschutzlösungen, da sie bestenfalls als schwer entflammbar klassifiziert sind. Die Firma IGP Chemie hat bereits einen nichtbrennbaren 2-Komponenten-Schaum auf mineralischer Basis entwickelt. Im Vergleich zu handelsüblichen PU-Schäumen musste der Schaum aber im Bereich Dämmwirkung (thermische Isolierung) noch verbessert werden. Die Projektpartner IGP Chemie, GWK Kuhlmann sowie WF – formprojekt verfolgten daher gemeinsam mit dem Fraunhofer WKI das Ziel, die Rezeptur zu verbessern. „Die Herausforderung bestand darin, die Rezeptur so anzupassen, dass die Baustoffklasse A1 `nichtbrennbar´ nach der DIN EN 13501-1 beibehalten wird und dass die Wärmeleitfähigkeit gering ist“, sagt Dr. Torsten Kolb, Projektleiter am Fraunhofer WKI.
Durch die Betrachtung der Wirkungsweise der einzelnen Komponenten gelang den Projektpartnern die Optimierung der Schaumrezeptur. Die Forscherinnen und Forscher stellten auf Grundlage dieser Rezepturen Probekörper her. Diese wurden bezüglich der Verbrennungswärme im Bombenkalorimeter, der Wärmeleitfähigkeit und der Rohdichte charakterisiert. Hieraus konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fünf Rezepturen identifizieren, die die Baustoffklasse nichtbrennbar (A1) erreichten und eine geringe Wärmeleitfähigkeit besaßen.
Die Wissenschaftler nahmen eine weitere Charakterisierung nach Aspekten wie Nichtbrennbarkeit, Zug- und Druckfestigkeit, Wasseraufnahme sowie Aufschäumverhalten vor. „Fast alle Proben haben die Prüfung im Nichtbrennbarkeitsofen bestanden, die zusätzlich zur Untersuchung im Bombenkalorimeter erforderlich ist, um die Baustoffklasse A1 zu erreichen. Während der Prüfung konnten wir zeigen, dass es bis auf eine Probe bei allen Prüfungen zu keiner Entflammung kam“, resümiert Dr. Kolb.
In praktischen Versuchen gelang es den Projektbeteiligten, den Montageschaum in Formen zu schäumen, um daraus Dämmboxen zur Isolation von Heizungen herzustellen. Die Forschenden testeten darüber hinaus die Verwendung des Brandschutzschaums zur Steigerung des Feuerwiderstands von geschlitzten Gipskartonplatten.
In einem Folgeprojekt, das im November 2023 gestartet ist, werden die Forscherinnen und Forscher die Schaumrezeptur bezüglich Emissionen verbessern, sowie die Wasseraufnahme und Wärmeleitfähigkeit optimieren. Darüber hinaus soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem es möglich ist, Dämmboxen industriell herzustellen. Dafür verfolgen die Wissenschaftler das Ziel, eine Prototypenanlage zur Herstellung von Dämmboxen für Heizungsanlagen auf der Basis einer Zwei-Komponenten-Schaumrezeptur zu entwickeln.
Mit der Entwicklung des nichtbrennbaren Bauschaums wird es für die Bauindustrie zukünftig einfacher, hohe Brandschutzvorgaben umzusetzen. Durchbrüche und Hohlräume in feuerbeständigen und hochfeuerhemmenden Bauteilen lassen sich mit dem neuen nichtbrennbaren Bauschaum schnell verschließen. Auch Firmen im Bereich der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) könnten profitieren. Mit dem Brandschutzschaum erhalten sie eine einfache Möglichkeit, diverse haustechnische Anlagen wie zum Beispiel Heizungen mit einer brandgeschützten Wärme- und Schalldämmung auszurüsten.
