Aus Sägespänen entsteht feuerfester Werkstoff mit Struvit ^{CEFR B2}

In Sägewerken fallen jährlich große Mengen Sägespäne an, die meist verbrannt werden und so den im Holz gespeicherten Kohlenstoff freisetzen. Ein Forschungsteam am Chair of Wood Materials Science der ETH Zurich und bei Empa hat ein Verfahren entwickelt, Sägespäne in einen recycelbaren Werkstoff zu verwandeln. Als Bindemittel dient Struvit, ein kristallines Ammonium‑Magnesium‑Phosphat mit starker Brandschutzwirkung, dessen Kristalle sich bislang nur schwer mit Holzpartikeln verbinden ließen.

Als technische Lösung nutzen die Forschenden ein Enzym aus Wassermelonenkernen, das die Kristallisation von Struvit aus einer wässrigen Suspension des Vorläufers Newberyit gezielt steuert. Das Enzym fördert die Bildung großer Kristalle, die die Hohlräume zwischen den Sägespänepartikeln ausfüllen und so einen festen Verbund ergeben. Die Mischung wird zwei Tage gepresst und danach bei Raumtemperatur getrocknet. Laut Ronny Kürsteiner, der das Verfahren in seiner Doktorarbeit entwickelte, ist das Material bei Druck senkrecht zur Faser stärker als ursprüngliches Fichtenholz und eignet sich für Innenausbauten.

Tests in einem Konikalorimeter an der Polytechnic University of Turin zeigten, dass unbehandeltes Fichtenholz nach etwa 15 Sekunden entzündet, während der Struvit‑Sägespann‑Verbund mehr als dreimal so lange bis zur Entzündung braucht. Nach Entzündung bildet sich schnell eine schützende Schicht aus anorganischem Material und Kohlenstoff. Erste Schätzungen deuten darauf hin, dass der Verbund die Brandklasse zementgebundener Spanplatten erreichen könnte; diese Platten enthalten 60 bis 70% Zement und sind schwer, während die Struvit‑Sägespannplatte nur 40% Binder enthält und deutlich leichter ist.

Der Verbund lässt sich leicht recyceln:

• Zerkleinern und auf etwas über 100°C erhitzen, um Ammoniak freizusetzen,
• Sägespäne aussieben,
• Newberyit auflösen und neu ausfällen, um den Binder wiederzuverwenden.

Struvit kann zudem als langsam wirkender Dünger dienen. Nächste Schritte sind die Optimierung und Hochskalierung der Produktion; eine breitere Anwendung hängt vom Binderpreis ab. Das Team nennt Struvit‑Ablagerungen aus Kläranlagen als mögliche Rohstoffquelle. Die Forschung erscheint in Chem Circularity; Quelle ist ETH Zurich.