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Carbonbeton : Rostfraß wird es nicht mehr geben

  • -Aktualisiert am

Carbon: Viermal leichter und sechsmal tragfähiger

Doch verwendet man die richtigen Rezepturen, baut man den Stahl ordnungsgemäß ein und sorgt für eine ausreichende Überdeckung, dann sind aus Stahlbeton gefertigte Tunnel, Brücken, Hochhäuser und Staumauern extrem solide Bauwerke, die über Jahrzehnte zuverlässig ihren Zweck erfüllen. Dennoch sind Bauingenieure dabei, über andere Möglichkeiten nachzudenken. Vor allem stören sie sich am hohen Material- und damit Ressourcen- und Energieverbrauch, den die opulente, schützende Überdeckung der Stahleinlagen verursacht.

Damit kommt Carbon als Stahlersatz ins Spiel. Der Beton wird mit gitterartigen oder stabförmigen Bewehrungen aus nichtrostendem Carbon bewehrt. Im Vergleich zu Stahl eine attraktive Lösung, ist Carbon doch rund viermal leichter und dabei sechsmal tragfähiger – was Vorteile bei Transport und Einbau der Bewehrung bedeutet. Und ganz entscheidend: Die schützende Betonschicht oberhalb der Carboneinlage muss nur wenige Millimeter stark sein. Das ergibt neue Möglichkeiten bei der Konstruktion und Gestaltung von Bauwerken. Schon schwärmen die Protagonisten der neuen Technik davon, dass mit Carbonbeton ein Paradigmenwechsel in der Architektur und bei der Konstruktion von Gebäuden möglich wird.

Carbonbeton in der als eher schwerfällig und träge eingeschätzten Bauindustrie zu einer allseits akzeptierten und mit Normen und Vorschriften abgesicherten Bauweise zu machen wird noch Jahre dauern. Von 2020 an, so sieht es der Zeitrahmen des zurzeit größten deutschen Bauforschungsprojekts (C3 – Carbon Concrete Composite) vor, soll nicht nur Carbonbeton zu einem „relevanten, ökologisch sinnvollen und wirtschaftlich bedeutsamen Baustoff entwickelt werden“ – vielmehr will man bis dahin auch eine neue Bauweise, die C3-Bauweise, etabliert haben, in der Großprojekte wie Brücken verwirklicht werden können.

Kein Vorspannen mit Stahlspanngliedern nötig

Bei der von aktuell 132 Partnern aus Forschung und Industrie getragenen Entwicklung des Carbonbetons muss man keineswegs bei null beginnen, hat man mit „Textilbeton“ in den zurückliegenden Jahren doch bereits Erfahrungen sammeln können. Das Tauschen der Stahlbewehrung gegen nichtrostende Materialien (Glasfasern und Carbonfasern) hat man erstmals 1994 in Dresden erprobt. Seit 1999 wurde die Entwicklung dieser neuen Werkstoffe in zwei Sonderforschungsbereichen in Dresden und Aachen vorangetrieben – wobei man zwei Ziele verfolgte: die Instandsetzung und Verstärkung betagter Massivbauten und den Einsatz von Textilbeton für neue Bauteile.

Die gemachten Erfahrungen werden als rundum zufriedenstellend bezeichnet. Vor allem für dünne Fassadenplatten und für Deckenverstärkungen hat sich das Material bewährt. Dort wird es schon in großem Umfang eingesetzt. Auch einige wenige Fußgängerbrücken (in Oschatz, Kempten und Albstadt) hat man aus Textilbeton gebaut, wobei hier das Material an Grenzen stieß. Alle diese „Textilbrücken“ mussten mit Stahlspanngliedern vorgespannt werden.

„Carbonpflaster“ für marode Brücken

Das soll bei Carbonbeton nicht mehr erforderlich sein, dank deutlich dickerer Carbongarne, aus denen man hochtragfähige Bewehrungsgitter zusammensetzen will. Zudem wird man aus Carbon Stabbewehrungen herstellen, wie man sie beim Stahlbeton kennt. Auch Anker und Aufhängungssysteme aus Carbon müssen entwickelt werden. Erst wenn dieser Baukasten vorliegt, wird man komplette Bauwerke bis hin zu großen Talbrücken aus Carbonbeton bauen können.

Auch an „Carbonpflastern“ wird gearbeitet, mit denen man etwa marode Brücken ertüchtigen will. Ohne Fahrbahnen sperren zu müssen, sollen die Pflaster eingebaut werden. Mehrere Brückensanierungen sind im Gespräch. So soll in den nächsten Monaten eine Bogenbrücke in Naila mit Hilfe von Carbonbeton verstärkt werden. Die dazu notwendigen Antrags- und Genehmigungsunterlagen werden momentan erstellt.

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