HYBRIDRASEN DER RASEN DER ZUKUNFT?

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1 Institut für Landschaftsbau Sportfreianlagen und Grünflächen HYBRIDRASEN DER RASEN DER ZUKUNFT? Erste Ergebnisse einer Forschungsarbeit Juli 2017

2 INHALT Abbaubarkeit Einleitung 2. Material und Methoden Scherfestigkeit 3. Ergebnisse 4. Zusammenfassung 5. Ausblick Oberflächenhärte 2

3 3

4 5

5 6

6 recycelte RTS Substrat mit Faserresten 7

7 TEILZIELE DER UNTERSUCHUNGEN: A. Ermittlung der Biofaser-Abbaubarkeit B. Bestimmung der geeigneten Faser-Mengen und -Typen C. Erprobung eines geeigneten Verfahrens zur Mischung von Fasern + Rasentragschicht D. Erhebung von quantitativen und qualitativen Daten zur Bestimmung der Güte des Hybrid-Systems 9

8 ILOS 2. MATERIAL UND METHODEN natürliche Fasern konventionelle Kunststoffe Biokunststoffe Bio Flex Bambus Ingeo Bio PBS Bio Flex II Kokos Typ PE 2000 dtex Slitfilm gezwirnt glatt Slitfilm ungezwirnt E 17 PP texturiert Ecovio Xylit 10

9 2. MATERIAL UND METHODEN mit konventionellen Kunststoffen (+/ natürliche Fasern) Laborversuch 2014 Realversuch zur Abbaubarkeit 2016 mit Biokunststoffen (+/ natürliche Fasern) Versuchs Typ Laborversuch 2015 Laborversuch 2017 Belastungsversuch im Freiland Gefäßversuche 2016 Regenerations Maßnahmen im Freilandversuch 2017 Untersuchungen von Gräser Wurzeln 2017 Freilandversuch 2017 (abschließende Validierung) ZIEL 11 = abgeschlossener Versuch = laufende Auswertung = Informationsfluss und Dichte

10 2. MATERIAL UND METHODEN Mischung von Fasern + RTS 12

11 2. MATERIAL UND METHODEN Mischung von Fasern + RTS 13

12 2. MATERIAL UND METHODEN Gefäßversuche HRTS mit Rasennarbe 14

13 2. MATERIAL UND METHODEN Ermittlung der Scherfestigkeit nach DIN EN

14 2. MATERIAL UND METHODEN Ermittlung nach ASTM der F 1702 Oberflächenhärte mit 2,25 kg Clegg Hammer 16

15 2. MATERIAL UND METHODEN Laborversuche HRTS ohne Rasennarbe 17

16 ILOS 2. MATERIAL UND METHODEN Laborversuche zur Ermittlung der Scherfestigkeit (DIN EN ) und Oberflächenhärte (ASTM F 1702) 18

17 3. ERGEBNISSE Abbaubarkeit von Fasern aus Biokunststoffen F1 Bio Flex glatt V N F4 Ecovio texturiert V N F2 Ingeo glatt V N F5 BioPBS glatt V N F3 Bio Flex texturiert V N F6 PE glatt V N Carl, 2016; Masterarbeit Hochschule Osnabrück 20

18 3. ERGEBNISSE Abbaubarkeit von Fasern aus Biokunststoffen Desintegration [%] ab 11,6 F1 Bio Flex glatt 0,5 b 33,2 0,3 36,9 13,3 13,1 12,3 F2 Ingeo glatt ab F3 Bio Flex texturiert b F4 Ecovio texturiert Tukey-Kramer MCP at α = 5 %; r = 5 ab 14,4 3,7 F5 Bio PBS glatt a 0,0 F6 PE glatt < 2 mm Gewichtsverlust Desintegration nach DIN EN ISO Carl, 2016; Masterarbeit Hochschule Osnabrück 21

19 3. ERGEBNISSE Carl, 2016; Masterarbeit Hochschule Osnabrück Vergleich zwischen den Blöcken von F4 Ecovio text. ohne Beh. Abbaubarkeit von Fasern aus Biokunststoffen F4 ohne Beh. 40x F4 B1 40x Zersetzungsgrad B 5 = 98,7 % F4 B5 40x F4 B5 200x Erfüllt DIN EN ( 90 %) Carl, 2016; Masterarbeit Hochschule Osnabrück 22

20 3. ERGEBNISSE Abbaubarkeit von Fasern aus Biokunststoffen Temperatur Schwankungen bis zu 15 C H 2 O Gehalt/ Befeuchtung O 2 Gehalt/ Belüftung Carl, 2016; Masterarbeit Hochschule Osnabrück 23

21 3. ERGEBNISSE Scherfestigkeit [Nm] = SD Kontrolle RTS nach DIN Scherfestigkeit von HRTS mit Rasennarbe PLA Faser texturiert PLA texturiert + Bambus Tukey-Kramer MCP at α = 5 %; r = 4 a a a a a a a a a a Bambus Faser

22 3. ERGEBNISSE Oberflächenhärte [Gm] = SD abc Kontrolle Oberflächenhärte von HRTS mit Rasennarbe Tukey-Kramer MCP at α = 5 %; r = 4 abc bc bc c abc abc ab ab a PLA Faser texturiert PLA texturiert + Bambus Bambus Faser 25

23 3. ERGEBNISSE = SD Scherfestigkeit von HRTS ohne Rasennarbe Analysis of Variance Table Source Sum of Mean Prob Power Term DF Squares Square F-Ratio Level (Alpha=0,05) A: Repetition 3 23, , ,54 0, B: Lenght 1 26, , ,24 0,026252* 0, C: Fibre_Mix 8 941, , ,94 0,000000* 1, BC 8 94, , ,31 0,033814* 0, S ,7222 5, Total (Adjusted) , cm 18 cm Tukey-Kramer MCP at α = 5 %; r = 4 e de Scherfestigkeit [Nm] a ab cd abc cd abc abc abc abc abc abc abc cd bc abc bc 0 Kontrolle PE PE + Bambus 4 PLA Faser texturiert PLA texturiert + Bambus 26

24 3. ERGEBNISSE Oberflächenhärte [Gm] = SD Oberflächenhärte von HRTS ohne Rasennarbe a Kontrolle ab 10 cm 18 cm abc c bc c c c c PE PE + Bambus Analysis of Variance Table Source Sum of Mean Prob Power Term DF Squares Square F-Ratio Level (Alpha=0,05) A: Repetition 3 67, , ,27 0, B: Lenght 1 45,125 45,125 2,54 0, , C: Fibre_Mix , ,3056 7,33 0,000002* 0, BC ,375 1,76 0, , S , ,78513 Total (Adjusted) ,319 4 PLA Faser texturiert 5 6 Tukey-Kramer MCP at α = 5 %; r = PLA texturiert + Bambus

25 4. ZUSAMMENFASSUNG Die getesteten Fasern aus Biokunststoffen sind unter Realbedingungen biologisch abbaubar. Faktoren wie Temperatur, Wasser und Sauerstoffgehalt beeinflussen maßgeblich den Verrottungsprozess. Die Scherfestigkeit von Hybrid Rasentragschichten ohne Rasennarbe wird durch die Beimischung von Fasern signifikant erhöht. Bei HRTS mit Rasennarbe konnte in Gefäßversuchen keine signifikante Erhöhung der Scherfestigkeit festgestellt werden. Die Oberflächenhärte von Hybrid Rasentragschichten ohne Rasennarbe wird durch die Beimischung von Fasern signifikant erhöht. Bei HRTS mit Rasennarbe konnte in Gefäßversuchen keine signifikante Erhöhung der Oberflächenhärte festgestellt werden. 28

26 5. AUSBLICK Freilandversuch

27 5. AUSBLICK Mischung von Fasern + RTS, Freilandversuch

28 5. AUSBLICK Einbau von HRTS, Freilandversuch

29 5. AUSBLICK Einbau von HRTS, Freilandversuch

30 5. AUSBLICK Freilandversuch

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