Textilbeton – neuer Werkstoff für Bauanwendungen

Nachhaltig Bauen mit leichten Carbonwerkstoffen

Brücken, Hallen, Parkhäuser, Wohnhäuser, Silos, Türme für Windkraftanlagen - unsere Welt besteht aus Beton. In den meisten Fällen: Stahlbeton. Ein deutliches Zeichen dafür, dass wir dieses leistungsfähige Baumaterial dringend benötigen, um unsere Bedürfnisse adäquat zu erfüllen. Aber die Technologie der Stahlbewehrung hat leider auch Schwächen: die Gefahr der Korrosion und Ermüdung. Hierdurch werden hohe Kosten für Wartung und Instandsetzung verursacht.

SIGRATEX® Carbon Grid - die gitterförmige Bewehrungsmatte lässt sich leicht verarbeiten und in die Betonmatrix einbetten

Ein probates Konzept diese Schwächen zu eliminieren ist die textile Bewehrung von Beton mit Carbon. Seit ca. 20 Jahren beschäftigen sich führende Wissenschaftler mit der Idee, die Welt des Betons durch die Nutzung von Hochleistungsfasern noch besser zu machen. Mittlerweile hat sich der Begriff "Textilbeton" etabliert.

Mittels Laminieren und Gießen werden gitterförmige Textilien aus Hochleistungsfasern in die Betonstruktur integriert. Die können besonders alkalibeständige Glasfasern oder Carbonfasern sein. Herausragende Eigenschaften der Carbonfaser sind neben der überragenden Zugfestigkeit und des hohen Elastizitätsmoduls ihre geringe Dichte und - in Fall der Betonbewehrung besonders wichtig - ihre chemische Beständigkeit. Aus dieser innovativen Werkstoffkombination ergeben sich viele Vorteile in der Anwendung.

  • Keine Korrosion der Bewehrung
  • Oberflächennah und kraftflussgerecht im Bauteil anzuordnen
  • Leichte, dünne und tragfähige Bauteile ab ca. 10-15 mm
  • Hohe Effizienz durch geringen Materialverbrauch
  • Hochwertige Feinbetonoberflächen mit großer Gestaltungsfreiheit in Bezug auf Oberflächenstruktur und Farbigkeit
  • Einfache Verarbeitung und hohe Freiheitsgrade bei der Formgebung

Zahlreiche innovative Einzelprojekte konnten in den vergangenen Jahren realisiert werden. Seit 2014 liegt auch die erste allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für eine Carbon-Bewehrung vor (Allg. bauaufsichtliche Zulassung Z-31.10-182, DIBt, Berlin, 06.06.2014).

Die Verbindung der Welt des Betons mit der der faserverstärkten Materialien ist technisch bereits weit fortgeschritten, so dass man nicht mehr lange darauf warten muss, dass die Anwendung dieser Technologie auch kommerziell Fuß fasst. Sei es im Hoch- oder Tiefbau, sei es bei Neubauten oder bei der Instandsetzung alter Bausubstanz. Die Faserverbundtechnologie eröffnet in jedem Fall viele neue Optionen.

Die SGL Group hat seit über 10 Jahren Erfahrungen im Bereich der Carbonbewehrung und wir setzen auch in Zukunft auf die Weiterentwicklung der Faserverbundtechnologie im Bauwesen.

Neben der textilen Bewehrung finden auch andere Methoden, Betonstrukturen über Endlosfasern zu verstärken, immer mehr Anklang, darunter zum Beispiel:

  • Faserverstärkte Bewehrungsstäbe (Rebars)
  • Aufgeklebte schlaffe und vorgespannte Lamellen
  • Spannglieder

Während der Beton seine Stärken unter Druckbelastung besonders entfaltet, setzt die Carbonfaser dem mit ihrer herausragenden Zugcharakteristik einen würdigen Gegenpol. Gemeinsam bilden diese beiden Materialien ein Duett der Extraklasse!

Als Mitglied des Forschungsclusters
C3 - Carbon Concrete Composites 
bündeln wir unsere Expertise zu Carbonfaser-
werkstoffen mit weiteren Partner und entwickeln den Verbundwerkstoff und seine Anwendungen zielgerichtet weiter.

Deutscher Nachhaltigkeitspreis für das C³-Projekt

Das größte Bauforschungsprojekt Deutschlands C³-Carbon Concrete Composite hat den Deutschen Nachhaltigkeitspreis in der Kategorie Forschung erhalten. Das ambitionierte Projekt, an dem mehr als 130 Partner an der Erforschung und Etablierung des neuen Baustoffes Carbonbeton arbeiten, hat sich unter 87 Forschungsprojekten „aus allen namhaften deutschen Forschungszentren und zahlreichen kleineren wissenschaftlichen Institutionen“ durchgesetzt. In der Begründung der Preisverleihung stellt die Stiftung Deutscher Nachhaltigkeitspreis heraus, dass die Erforschung und Etablierung des neuen Baustoffes C³ und die Entwicklung einer neuen Bauweise einen vielversprechenden Ansatz bieten, um einen Paradigmenwechsel im Bauwesen und somit der Stadtentwicklung einzuläuten.

„Es ist uns eine große Ehre, dass gerade unser Thema eine solche Würdigung erfahren hat. Wir sind davon überzeugt, dass wir in etwa 10 Jahren ca.20 Prozent des Stahlbeton durch Carbonbeton ersetzen können“ – so Prof. Klaus Raps, Stellvertretender Vorstand des C³- Carbon Concrete Composite e.V.

Der Forschungspreis, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung initiiert wurde und in diesem Jahr zum achten Mal vergeben wurde, stand unter der Überschrift „Wissenschaftsjahr 2015 – Zukunftsstadt“ und fokussierte Forschung für nachhaltige Entwicklung im kommunalen Raum. Das C³-Projekt setzt dabei ein Zeichen für eine ressourcenschonende Bauweise. Carbonbeton ermöglicht, nachhaltig, flexibel und langlebiger zu bauen und ebnet den Weg für eine völlig neue Formensprache in Architektur und Städtebau.

Kathodischer Korrosionsschutz mit Carbontextilien

Zum Schutz von Betonbauteilen vor Bewehrungskorrosion wird beispielsweise der Kathodische Korrosionsschutz (KKS) verwendet. Bei KKS-Systemen wird mit einer elektrischen Spannung eine Potentialverschiebung der Metallbewehrung in kathodische Richtung bewirkt. Dadurch lässt sich die anodische Eisenauflösung effektiv unterdrücken und die Bauteillebenszeit verlängern. Für den Schutz und die Instandsetzung von Stahlbetonbauteilen werden verschiedene Anodentypen eingesetzt, die heute vorwiegend aus beschichtetem Titanmischoxid bestehen. Carbonfasern und die daraus hergestellten Grids stellen aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften und der hohen Leitfähigkeit ein vielversprechendes neues Material für den KKS dar.

Kathodischer Korrosionsschutz von befahrenen Flächen in Parkhäusern mit Carbontextilien, PDF, 1,76 MB, 15 Seiten

Kathodischer Korrosionsschutz mit Textilbeton – Anwendungsbeispiele, PDF, 196 KB, 1 Seite

Anwendung von Carbontextil für den kathodischen Korrosionsschutz (KKS), PDF, 176 KB, 1 Seite

Weitere Informationen


Sie wollen neue Wege beschreiten? Sprechen Sie uns an: Seien es angepasste Verstärkungsfasern, neue Textilien oder Faserverbundwerkstoffe - wir freuen uns darauf, mit Ihnen gemeinsam die Grenzen des Bauens und der Architektur immer wieder neu zu definieren.

Zum Seitenanfang