Die Reduktion der CO2-Emissionen im Bausektor erfordert den verstärkten Einsatz ressourcenschonender Baustoffe. Lehm bietet ein größtenteils ungenütztes Potenzial: Er ist lokal verfügbar, vollständig wiederverwertbar und ermöglicht hochwertiges Raumklima bei äußerst günstiger Umweltbilanz. Jedoch fehlen ingenieurwissenschaftlich fundierte Bemessungsgrundlagen für lastabtragende Lehmbauten. Auch der begrenzte Kenntnisstand über Formänderungseigenschaften – insbesondere Schwind- und Kriechverhalten – erschwert eine breitere Anwendung in Architektur und Bauwesen.
Das Forschungsprojekt untersuchte, ob faseroptische Sensorik (Distributed Fiber Optic Sensing, DFOS) als zerstörungsfreies, kontinuierliches Verfahren zur Messung des Verformungsverhaltens von Stampflehmbauteilen geeignet ist. Faseroptische Sensorik verspricht eine hochauflösende, lückenlose Verformungsmessung entlang der gesamten Faserlänge und ermöglicht eine Erfassung kleinster lokaler Veränderungen bis in den Mikrometerbereich. An Stampflehm-Prüfkörpern unterschiedlicher Maßstäbe wurden daher systematische Laborversuche durchgeführt – von Kleinproben bis zu großformatigen Deckenelementen. Faseroptische Sensorkabel wurden sowohl eingestampft als auch oberflächig appliziert, mit besonderer Aufmerksamkeit auf dem Verbund zwischen Faser, Kleber und Stampflehm. Die Prüfkörper wurden einer zerstörenden Belastungsprüfung unterzogen, die Verformung mit faseroptischer Sensorik gemessen und mit konventionellen Messverfahren wie 3D-Bildkorrelation und Setzdehnungsaufnehmer referenziert. Experimentell ermittelte Materialkennwerte und Ergebnisse der Verformungsmessung flossen in ein numerisches Modell ein, welches das Trag- und Verformungsverhalten einer Lehmkappendecke aus Stampflehm unter Auflast realitätsnah simulierte.
Die Resultate zeigen ein vielversprechendes Potenzial faseroptischer Sensorik für die zerstörungsfreie Verformungsmessung von Lehmbauten. Diese könnte künftig wertvolle Einblicke in innere Spannungszustände und Rissbildungsprozesse liefern und langfristig Grundlagen für technische Richtlinien zur breiten Anwendung von Lehm als klimarelevantem Baustoff schaffen.
