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Infraleichtbeton : So wird Beton zum Kuschelmaterial

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Mit Blähtonperlen im Beton entstand ein Baumaterial mit der Dichte von Buchenholz Bild: Wilfried Dechau

Beton als Baustoff hat in der Bevölkerung nicht den besten Ruf. Doch Mike Schlaichs Infraleichtbeton eröffnet neue Möglichkeiten beim Bauen. Dabei geht es auch um die bessere Wärmedämmung.

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          Beton als Baustoff hat in der Bevölkerung nicht den besten Ruf. „Betonbunker“ ist dem Volksmund als vernichtendes Urteil für Sichtbetonhäuser schnell zur Hand. Mit viel Aufwand und dem inzwischen allbekannten Slogan „Es kommt darauf an, was man daraus macht ...“ und einem grün angehauchten Logo wirbt dagegen die Zementindustrie um Sympathie für den eigentlich konkurrenzlos universellen Werkstoff. Architekten jedenfalls lieben den Beton und schwärmen für seine samtweiche Oberfläche - wenn er denn als perfekter Sichtbeton ausgeführt wurde, was leider nur selten gelingt. Doch Beton hat einen entscheidenden Nachteil. Ohne Wärmedämmung ist er hierzulande im Wohnungsbau nicht einsetzbar. Tragende Wände und Betonskelette müssen warm eingepackt und die Thermopackung zusätzlich gegen die Witterung durch eine Fassade geschützt werden. Den erheblichen Aufwand für den mehrschaligen Wandaufbau würde man gern vermeiden.

          Wehmütig schauen die Architekten deshalb nach Japan, wo zum Beispiel Stararchitekt Tadao wunderbare Betonhäuser errichtet, sinnlich erlebbare Skulpturen aus Licht und Raum. Und wenn er in Deutschland baut, wie das Museum der Langen Foundation in Hombroich oder den Vitra Konferenz-Pavillon in Weil am Rhein, dann handelt es sich um zweischalige Wände mit dazwischen versteckter Dämmschicht, eine äußerst aufwendige (und nicht ganz ehrliche) Bauweise mit komplizierten Details.

          Inhaber des Lehrstuhls für Entwerfen und Konstruieren

          Der Ingenieur Mike Schlaich, Inhaber des Lehrstuhls für Entwerfen und Konstruieren - Massivbau der TU Berlin, sann auf Abhilfe. Er hatte von dem Schweizer Architekten Patrick Gartmann gehört, der sich 2003 in Chur ein Haus aus „Isolationsbeton“ gebaut hatte. Dieser Leichtbeton besteht aus einer Mischung aus Zement und Blähtonperlen sowie Blähglasperlen aus Recyclingglas-Granulat.

          Die Dämmung ist bereits im Beton integriert
          Die Dämmung ist bereits im Beton integriert : Bild: Wilfried Dechau

          Blähtonperlen, wie man sie aus der Hydrokultur kennt, haben eine geschlossene Oberfläche und im Inneren eine feine Porenstruktur. Blähglas ist ein mineralischer, faserfreier und ökologischer Werkstoff mit feinporiger Struktur und geschlossener Oberfläche. Benutzt man sie als Betonzuschlag, erhält man einen Beton mit der Dichte etwa von Buchenholz und mit wesentlich besseren Wärmedämmeigenschaften (U = 0,32 W/mK).

          Ein damit gebautes Haus mit Passivenergiestandard hätte allerdings immer noch zu dicke Wände. Gemeinsam mit dem Fachgebiet Baustoffe und Baustoffprüfung der TU Berlin versuchte Schlaich deshalb, die Entwicklung mit neuen Rezepturen weiterzutreiben. Da die Definition des Begriffs „Leichtbeton“ von einer Trockenrohdichte von 800 bis 2000 Kilogramm je Kubikmeter ausgeht, nennt Schlaich die noch leichtere Neuentwicklung „Infraleichtbeton“. Viele Versuchsreihen waren notwendig, um unterschiedlichste Probleme zu lösen: Der Betonbrei muss viskos genug sein, um problemlos in die Form zu fließen, aber nicht zu dünnflüssig, um sich nicht zu entmischen. Auch besteht die Gefahr der Überhitzung, weil der erhärtende Beton die Reaktionswärme wegen der Dämmeigenschaft nicht optimal abführen kann, was dann beim Abkühlen zu Rissen führt. Die Dosierung von stabilisierenden Zusatzmitteln und Luftporenbildnern musste erprobt werden.

          Das Ergebnis der Forschungsreihen ist ein Beton mit 760 Kilogramm je Kubikmeter Trockenrohdichte und einer Wärmeleitfähigkeit von nurmehr 0,181 W/mK. Der Wärmestromdurchgang einer 50 Zentimeter starken Wand (U = 0,34 W/m³K) entspricht etwa dem einer gleich starken Ziegelwand mit Wärmedämmverbundsystem.

          Schwind- und Kriechverhalten, Druck- und Biegezugfestigkeit

          Naturgemäß kann auf der Baustelle nicht einfach Normalbeton durch leichtere Betonsorten ersetzt werden. Schwind- und Kriechverhalten, Druck- und Biegezugfestigkeit und andere Parameter unterscheiden sich teilweise erheblich. Wegen der geringeren Wasserdichtigkeit werden zum Beispiel nicht rostgefährdete Baustahlmatten für die Bewehrung eingesetzt, sondern Glasfaserstäbe. Tragende Betondecken mit größeren Spannweiten sind nicht möglich. Andererseits kann man problemlos Nägel in die Wand schlagen, um Bilder aufzuhängen.

          Gewissermaßen im Selbstversuch testet Mike Schlaich das neue Material bei seinem Einfamilienhaus in Pankow, das mit 50 Zentimeter starken Sichtbetonwänden aus Infraleichtbeton errichtet wurde. Auf das neue Material muss man konstruktiv eingehen, zum Beispiel beim Anschluss der Geschossdecken und Innenwände, die wegen der höheren Festigkeit und der Wärmespeicherfähigkeit aus Normalbeton bestehen und nicht wie üblich in die Außenwände eingespannt werden können. Daher müssen alle Anschlüsse neu entwickelt werden.

          Wie man den Infraleichtbeton einbringt (schwierig zu pumpen, per Betonkübel geht es besser), mit welcher Schalung perfekte Oberflächen zu erzielen sind (jeweils neue Betonplantafeln), wie man die Schwindrisse behandelt (Hydrophobierung der Außenwände überbrückt die Risse), wurde auf der Baustelle experimentell ermittelt. Ein Monitoring und eine Dissertation werden weitere Erkenntnisse über die Dauerhaftigkeit und das Langzeitverhalten des Infraleichtbetons erbringen.

          Das von den Architekten Amanda Schlaich und Clemens Bonnen entworfene dreigeschossige Einfamilienhaus jedenfalls scheint die Tauglichkeit des Infraleichtbetons zu beweisen. Es lässt die Herzen der Architekten höher schlagen und eröffnet ihnen neue Möglichkeiten der Baugestaltung und wohl auch der Kostenreduzierung.

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