Erdbeben testet Stampflehm

Laborbesichtigung an der EPFL

Einladung PDF (d)

Einladung PDF (f)

Erdbeben sind in der Schweiz eine subtile Gefahr, die durch Bauen mit Beton besetzt ist. Gute Bauweisen mit Lehm habe sich in Erdbeben schon bewährt. Fügung oder Mischung spielen da eine Rolle. Das SNF-Forschungsprojekt dazu mit Stampflehm hat Testkörper hergestellt, um diese auf die geophysischen Schockwellen zu testen. Nun ist das Projekt fortgeschritten und erste Erkenntnisse liegen vor.

Datum: Freitag, 26. Juni 2026 um 15:30

Ort: am Campus der EPFL in Lausanne-Ecublens, Treffpunkt

Savvas Salosustros vom Departement Earthquake Engineering and Structural Dynamics Laboratory – EESD an der EPFL wird uns empfangen.

Im Rahmen seiner Erdbeben Stampflehmtests erhalten wir spannende Einblicke in die aktuelle Forschungsarbeit. Claudio Rodriguez durfte die Lehmelemente herstellen und wird uns Einblicke in den Herstellungsprozess geben.

Programm:

Präsentation der Erdbeben Stampflehmtests von Savvas Saloustros

• Vorstellung des laufenden EPFL Forschungsprojekts von Savvas
• Präsentation erster Ergebnisse und aktueller Erkenntnisse
• Einblick in die Versuchsanlage
• Besichtigung der Überreste der getesteten Wände
• Präsentation von Videos und Bildmaterial der durchgeführten Versuche
• Gelegenheit für Fragen und fachlichen Austausch

Fachinput von Claudio Rodriguez

• Herstellungsprozess der Versuchselemente
• Auswahl und Charakterisierung der verwendeten Böden
• Erfahrungen und Herausforderungen aus der Praxis

Diese Veranstaltung wird auf englisch geführt, auch teils auf deutsch und teils auf französisch - Lehm verbindet die Schweiz.

Bericht

Endlich war es kurz nach dem Mittsommer soweit. Wir konnten uns einen Eindruck von den Erdbebentest mit Stampflehm an der EPF Lausanne machen. Aufgrund hitzebedingter Widrigkeiten, schafften es leider nicht alle wie geplant zu diesem spannungsentladenden Anlass.

Im Rahmen des ersten Projekts zu Lehm, das vom SNF gefördert wurde, testeten Savvas Saloustros und Yuhan Zhu von der Professur "Earthquake Engineering and Structural Dynamics Laboratory" unter der Leitung von Katrin Beyer verschiedene Testwürfel aus gestampftem Lehm und Stampflehmwände über standardisierte Versuchsaufbauten und Erschütterungswellen, die eine erste Einordnung des Verhaltens im Erdbebenfall erlaubt.

Bekanntlich müssen aber diese Testkörper erst hergestellt werden, was wiederum die beiden Lehmbauer Claudio Rodriguez und Franz Kloter von Kloter Naturbau mit dem Lehm aus der Region Emmental vollführten.
Dazu machte sich Claudio Rodriguez in der Gegend zwischen Zäziwil, Langnau und Bubenei auf die Suche nach passender roher Erde. Mit Handtests und Siebanalysen konnte er die Lehme speditiv vorprüfen und dann mit der Achterlingsprobe den geeigneten Lehm  ermitteln, um diesen mit einem Anteil der fehlenden steinigen Korngrössen für eine gute Siebkurve in der Stampflehmmischung zu ergänzen. In Real wurden die gröbsten Steine mit einem Rüttelsieb ausgesiebt und mit einer anderen Schaufel die Kiesmischung (Korngrösse bis 20mm) hinzugefügt.

Nach der Aufbereitung mit der Gartenfräse bei winterlichem Nasskalt in der landwirtschaftlichen Maschinenhalle neben der Aushubstelle wurden die 10m³ Lehmmischung mit 8-10% Tonanteil im Bigbag mit etwas Überfeuchte an die Hochschule gebracht. Dort wurden die Elemente in enger Absprache mit dem Forscherteam entwickelt und gestampft und getrocknet, bevor sie ihren grossen verstörenden Auftritt in der ingenieurtechnischen Mangel bekamen.

Oft wird vergessen, dass viele Schäden bei Erdbeben nicht materialbedingt entstehen, sondern dadurch, dass gute Konstruktionsweisen bei bestehenden oder historischen Bauten nicht bekannt oder aufgrund lokaler Materialien oder Gegebenheiten nicht möglich waren.
Um dieses Ingenieurwissen für alle bereit zu stellen und auch eine technische Anerkennung zu erreichen, die sich auf Schweizer Erdbebenzonen anwenden lässt, wurden eben diese fünf Stampflehmwände mit einer plausiblen Mischung erstellt. Dann wurden die 150 x 150 x 40cm grossen Stampflehmwände den Kräften, analog einer Auflast von steifen oder flexiblen Decken, verschiedener horizontaler Lasten ausgesetzt.

Ergänzend dazu wurden Würfel als handliche Bezugskörper mit dieser Mischung erstellt und parallel dazu getestet. Nicht nur die Messungen, sondern auch die visuellen Beobachtungen (etwa durch ein unregelmässiges Punktraster) der Rissbildung sind dabei aufschlussreich. Diese lassen Rückschlüsse auf Ursachen und Massnahmen zu, die auch die nötige Art der Bewehrung umfasst und so können die Resultate  über numerische Simulation weiter entwickelt werden und in Konstruktionsregeln münden.
Die Bewehrung wurde in einem ersten Schritt in Form von horizontalen Lagen aus stahlarmierten Beton (in den feuchten Lehm gegossen) oder einer leiterförmigen Einlage aus Holz getestet. Baustoffe also, die verfügbar sein sollten. Dadurch konnte eine Zunahme der Verformungskapazität von durchschnittlich rund 200% erzielt werden.

Der nächste Schritt ist aber ebenso ausschlaggebend: die Verbindungen zwischen den Wänden. Dazu werden noch weitere Versuche durchgeführt.

Erfreulicherweise bahnt sich schon ein weiteres, nun EU-finanziertes Forschungsprojekt zu Lehm an. Chiara Turco wird zu biogenen Stabilisierungen forschen, da mittlerweile hinlänglich bekannt ist, dass hydraulische Stabilisierungen mit Zement oder Kalk energieintensiv und so nicht zukunftstauglich und dispersionsbasierte Zusätze problematisch und erst recht nicht kreislauffähig sind. Am vielversprechendsten sind nun nicht die Pflanzenfasern selbst, sondern Biopolymere aus nachwachsenden Quellen oder sogar aus unbelasteten biogenen Abfällen wie Speiseresten. Auch microbiologisch modifizierte pflanzliche Additive kämen in Frage. Damit soll eine direkte Funktionalisierung des Materials, etwa aufgrund hydrophober oder hydrophiler Eigenschaften, erreicht werden. Darin werden also die Dauerhaftigkeit, Wasseraufnahme/ Kapilarität, Festigkeit und Erosion für Lehmsteine und Stampflehm berücksichtigt. Wir sind gespant auf die regenerativen, lokal verhafteten neuen Ansätze!

Vielen Dank für den inspirierende Austausch und den gemeinsamen Ausklang. Ein Dankeschön also an das Team der EPFL und Patrick Krecl für die Organisation.

Christiane Löffler, 20. Juli 2026