Mit Sägemehl Brände abwenden

Das Sägemehl-Struvit-Komposit zeigte im standardisierten Prüfverfahren gute Brandschutzeigenschaften. (Bildquelle: ETH / Maximilian Ritter / aus R Kürsteiner et al. Chem Circularity 2026, CC BY 4.0)

Sägemehl ist ein Endprodukt der Holzkaskade. In Form von Pellets wird ein Grossteil der weltweit anfallenden Millionen von Tonnen Sägemehl verbrannt. In weitaus kleinerem Ausmass landet es auch mal als Mulch im Garten oder auf dem Kompost privater Haushalte. Nichtsdestotrotz ist der Rohstoff am Ende seines Lebenszyklus angelangt. Ein Forschungsteam der Professur für holzbasierte Materialien der ETH Zürich und Empa möchte dies ändern. 

Mineral erhöht Feuerfestigkeit

In einem kürzlich veröffentlichten Paper haben die Forscherinnen und Forscher ein Verfahren vorgestellt, in dem Sägemehl mit dem Mineral Struvit zu einem umweltschonenden und rezyklierbaren Verbundstoff verarbeitet wird, dessen potenzielle Feuerresistenz aufhorchen lässt. Tests am Polytechnikum Turin zeigen, dass das neuartige Material dem Feuer mehr als dreimal so lange standhält wie unbehandeltes Fichtenholz. Grund dafür ist, dass sich das Struvit unter Hitze zersetzt.

Das Mineral setzt Wasserdampf und Ammoniak frei und entzieht dadurch seiner Umgebung Hitze. Ein kühlender Effekt tritt ein. Zudem verdrängen die freigesetzten Gase die Luft, die dann dem Feuer fehlt, um sich weiter auszubreiten. Die Studienautoren schätzen, dass die gleiche Brandschutzklasse wie zementgebundene Spanplatten erreicht werden könnte. Dafür sind jedoch weitere und vor allem grössere Flammschutzexperimente notwendig. 

Die Wassermelone ist des Pudels Kern

Die Brandschutzeigenschaften von Struvit sind schon lange bekannt, doch das Kristallisationsverhalten des Minerals war bis anhin noch schwer zu kontrollieren. Damit die Forscher und Forscherinnen das Sägemehl mit Struvit verbinden konnten, griffen sie auf ein Enzym aus den Kernen von Wassermelonen zurück. Mit dem Enzym lässt sich die Kristallisation von Struvit aus einer wässrigen Lösung kontrollieren. Es bilden sich Kristalle, die die Hohlräume zwischen den Sägemehlspänen ausfüllen und das Gemisch stabilisieren. Nachdem das Material für zwei Tage bei Raumtemperatur gepresst wird, ist es einsatzbereit.

Kreislaufähiger Baustoff

Ein Vorteil des neuartigen Materials ist die Rezyklierbarkeit. Struvit-Sägemehl-Platten können in ihre Einzelteile zerlegt werden. Dafür wird das Material in einer Mühle aufgebrochen und auf 100 Grad erhitzt, wodurch Sägemehl und die mineralischen Stoffe wieder voneinander getrennt werden. Newberyit, mineralischer Ausgangsstoff von Struvit, kann dann im Produktezyklus gehalten oder als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden.

Für die Marktfähigkeit des Materials müssten die Produktionskosten gesenkt und die -prozesse skaliert werden. Ein Knackpunkt ist die Beschaffung von Struvit. Eine mögliche Lösung dafür liegt in den Rohren der Kläranlagen. Dort bildet sich Struvit als lästige Ablagerung, die zu Verstopfung führen können. Sollte sich diese Rohstoffquelle nutzbar machen lassen, wäre das Forschungsteam rund um den Doktoranden Ronny Kürsteiner und Ingo Burgert, Professor für holzbasierte Materialien an der ETH Zürich, einen Schritt weiter.

Link: ETH Zürich