Sie forschen schon seit vielen Jahren zum Thema Gussglas für architektonische Anwendungen. Was fasziniert Sie an diesem Material und welche Relevanz hat es für den Bausektor?
Faidra: Gussglas bietet uns eine faszinierende Freiheit in Bezug auf Form, Materialität und Gestaltung. Im Gegensatz zu Floatglas, das auf flache Scheiben beschränkt ist, kann es nahezu jede Form und Größe annehmen. Der flexible und handwerkliche Herstellungsprozess ermöglicht unzählige Kompositionen und verwandelt Glas von einem rein transparenten, flächigen Werkstoff in ein farbenfrohes und ausdrucksstarkes Material.
Telesilla: Wir stellen uns die Frage, ob Architekturglas tatsächlich makellos sein muss oder ob wir Merkmale wie Luftblasen, Schlieren und Verfärbungen – etwa durch den Einsatz von Altglas – als gestalterische Qualität akzeptieren können. Vielleicht liegt gerade in diesen kleinen Unvollkommenheiten die besondere Identität und der authentische Charakter von Gussglas. In einer Zeit, in der nachhaltige Bauweisen immer dringlicher werden und das Interesse an Handwerkskunst sowie der Authentizität von Materialien wieder wächst, bietet Gussglas das Potenzial, Materialleistung, Kreislaufwirtschaft und ausdrucksstarke Form auf einzigartige Weise zu vereinen.
Gussglas weist ein völlig anderes Tragverhalten auf als Floatglas. Woran liegt das und was bedeutet das für Ihre Forschung?
Telesilla: Gussglas ist nicht einfach eine dickere Version von Floatglas. Der Baustoff ist durch seinen einzigartigen Herstellungsprozess und seine volumetrische Geometrie geprägt. Während Floatglas unter streng kontrollierten industriellen Bedingungen hergestellt wird, erfolgt die Produktion von Gussglas noch immer weitgehend handwerklich. Das führt zu größeren Schwankungen in der Zusammensetzung und zu mehr Fehlern. Neben den sichtbaren Merkmalen wie Risse an der Oberfläche können auch innere Fehlbildungen das Tragverhalten und die Stabilität beeinflussen. Wir wissen noch sehr wenig darüber, ob und wann Materialfehler wie Einschlüsse oder Luftblasen, kritisch werden. Dies ist besonders relevant, wenn es darum geht, sichere Bauteile aus recyceltem Glas herzustellen. An der TU Delft entwickeln wir daher neue Prüfverfahren, um die Auswirkungen solcher Materialfehler auf die mechanischen Eigenschaften zu quantifizieren.
Können Sie uns Beispiele für die Prüfverfahren für Gussglas nennen, die Sie derzeit entwickeln?
Faidra: Wir konzentrieren uns derzeit auf Prüfverfahren, mit denen sich die Festigkeit, die Versagensart und die Auswirkungen von Fehlern im Inneren gegossener Glaselemente charakterisieren lassen. Herkömmliche mechanische Prüfverfahren, wie beispielsweise die Vierpunkt-Biegeprüfung, aktivieren vorwiegend Oberflächenfehler. Die Verfahren für gegossenes Glas nur bedingt geeignet, da hier auch innere Materialfehler zum Versagen des Elements führen können. Stattdessen entwickeln wir neue Methoden, die ein gleichmäßiges Zugspannungsfeld im Inneren erzeugen und sowohl Oberflächen- als auch innere Defekte gezielt aktivieren. So können wir den Einfluss verschiedener Fehlerarten quantifizieren und feststellen, ab wann diese das Glas entscheidend schwächen. Zu unseren neuen Methoden gehören ein modifizierter Theta-Test und ein neuer Zugversuch. Einige eher unkonventionellere Ansätze befinden sich derzeit noch in der Entwicklung - bleiben Sie gespannt.
Gussglas wird nach wie vor mit traditionellen handwerklichen Verfahren hergestellt. Inwieweit erschwert dies die Entwicklung standardisierter Prüfverfahren zusätzlich?
Telesilla: Die handwerkliche Herstellung macht die Standardisierung zu einer der größten Herausforderungen für tragendes Gussglas. Im Gegensatz zur streng kontrollierten Floatglasherstellung führt die Produktion in kleinen Gießereien zu weitaus größeren Schwankungen bei der Glaszusammensetzung, der Oberflächenqualität und den inneren Defekten. Gleichzeitig gibt es keine etablierten Datenbanken zu Festigkeitskennwerten, keine Qualitätskontrollverfahren oder auf Gussglas zugeschnittene Konstruktionsnormen, um einen allgemein akzeptierten Standard festzulegen.
Faidra: Grundlegende Fragen bleiben unbeantwortet. Beispielsweise wann innere Fehler wie Luftblasen kritisch werden, wie groß diese sein dürfen oder wie viele akzeptabel sein könnten? Die Entwicklung zuverlässiger, auf Gussglas zugeschnittener Prüfverfahren ist unerlässlich, um die Auswirkungen solcher Variablen auf die Festigkeit zu verstehen und die Grundlage für Qualitätskontrollprotokolle und Normen zu schaffen, damit handwerkliches Können mit der für architektonische und statische Anwendungen erforderlichen Vorhersagbarkeit kombiniert werden kann.
Welche Methoden gibt es, die Tragfähigkeit und Sicherheit von Gussglas zu erhöhen – etwa durch Laminieren oder Verstärken? Welche Ansätze sind besonders vielversprechend?
Faidra: Eine echte Herausforderung für tragendes Gussglas geht über die Festigkeit hinaus, sie betrifft die Duktilität. Glas ist von Natur aus spröde. Der Schlüssel zu einer breiteren architektonischen Anwendung liegt aus unserer Sicht darin, ein sicheres Verhalten nach einem Bruch zu gewährleisten. Die Verbundverglasung wäre eine naheliegende Lösung, für große oder frei geformte Gussbauteile jedoch alles andere als ideal. Im Gegensatz zu Floatglas weisen große Gussglasplatten oft Ebenheitsabweichungen von mehreren Millimetern oder sogar Zentimetern auf, was eine aufwendige Nachbearbeitung wie Schleifen und Polieren erfordert, bevor sie laminiert werden können. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten, Energie- und Materialaufwand. Und am Ende seiner Lebensdauer beeinträchtigen die Zwischenlagen die Recyclingfähigkeit des Bauteils.
Telesilla: Wir sind dabei, das Konzept insgesamt neu zu überdenken und entwickeln verstärktes Gussglas. Ähnlich wie bei Stahlbeton betten wir Metallstäbe direkt in den Guss ein. Indem wir das Glas mit einem Metall mit ähnlicher Wärmeausdehnung kombinieren, schaffen wir einen echten Verbundwerkstoff ohne Klebstoffe. Das Ergebnis ist ein relativ duktiles Gussglasbauteil, das Sicherheit, Leistung und Recyclingfähigkeit vereint.
