Werkstoffliche Aspekte - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 41

energieaufwendige Neuerzeugung aus den Mineralien. Die Nutzung der Rohstoffe ist ebenfalls
effizienter geworden; pro aufgewendete Rohstoffeinheit wurde im Jahr 2010 fast 50 % mehr
Wertschöpfung (Bruttoinlandsprodukt) erwirtschaftet als noch 1994 (siehe Bild 29) [37].
Bild 29 Die Rohstoffproduktivität (  ), also das pro aufgewendete Rohstoffeinheit ( ▲ ) produzierte Brut-
toinlandsprodukt (■), ist seit 1994 deutlich gestiegen (1994 = Index 100). Es werden bei der Herstellung
von Waren und Dienstleistungen weniger Rohstoffe bei gleicher Wertschöpfung benötigt [37].
2.2 Verbundwerkstoffe und biogene Verbundwerkstoffe
Der Ansatz, der Verbundwerkstoffen zugrunde liegt, besteht darin, Komponenten in einem
Werkstoff miteinander zu kombinieren, die komplementäre oder sogar gegensätzliche Eigen-
schaften besitzen, um im Verbund („Composite“) deutliche bessere Eigenschaften zu erhalten,
als das mit den einzelnen Komponenten möglich wäre [1], [38].
Ein sehr weitverbreiteter, bekannter und anschaulicher Verbundwerkstoff ist Stahlbeton, in
dem Stahl die zugfeste Komponente bildet und der Beton die druckfeste Komponente. Stahl-
stäbe alleine hätten nicht die benötigte Druckfestigkeit und bei ausschließlicher Verwendung
von Beton besäße dieser keine ausreichende Zugfestigkeit. Der Beton als Matrix schützt zu-
sätzlich den Stahl vor Korrosion, da die Matrix Luft und andere Medien von der „Stahlfaser“
fernhält. In gleicher Weise funktionieren faserverstärkte Kunststoffe, bei denen eine druckfeste
Kunststoff-Matrix mit zugfesten Fasern verstärkt ist, die ihrerseits in Längsrichtung nur eine
verschwindend geringe Druckfestigkeit besitzen. Die Fasern sind typischerweise Glasfasern,
auch Kohlenstofffasern („Kohlefasern“) und Aramidfasern kommen für sehr leistungsfähige
Composites in Frage. Basaltfasern besitzen besonders gute thermische Eigenschaften. Natur-
fasern (Kap. 4.1.11) zeichnen sich durch sehr geringe Dichte aus, die zu besonders leichten
Verbundwerkstoff-Bauteilen führt. Ein weitere Vorteil der Naturfasern waren zumindest in der
Vergangenheit die im Mittel niedrigeren Preise und geringere Preisschwankungen als die der