zum Newsletter anmelden
 

Ökologische Betonbewehrung

Von allen Baumaterialien ist Beton seit Jahren die unangefochtene Nummer eins. Dieses von Menschen komponierte Baustoffgemisch ist dank seiner besonderen Eigenschaften zum Grundstoff des Bauens geworden. Im nassen Zustand ist der Beton frei formbar und macht es möglich, auch die spektakulärsten architektonischen Ideen umzusetzen. Er brennt nicht, ist witterungsbeständig und widerstandsfähig – sowohl chemisch als auch physikalisch. Zudem ist er preiswert und einfach zu verarbeiten, was ihn zu einem Universalwerkstoff macht. Sein wohl wichtigster Trumpf ist seine enorme Druckfestigkeit: Hochfeste Betone halten Belastungen bis zu 2,5 t pro cm² stand. Das ermöglicht u. a. die Errichtung hoher Bauwerke sowie filigraner bzw. hoch beanspruchter Bauteile wie Stützen oder Brückenpfeiler.

Die Achillesferse des Betons ist seine geringe Zugfestigkeit – bei Zugspannungen kann auch die robusteste Rezeptur den Kräften nicht standhalten und dies kann zu Rissen im Kunststein führen. Daher wird bei der Verarbeitung von Beton meistens auf eine Bewehrung aus Stahl zurückgegriffen. Im Stahl- und Spannbeton übernimmt sie diese Kräfte und erhöht so die Zugfestigkeit des Verbundwerkstoffs. Der Markt bietet aber auch nichtmetallische Bewehrungen  aus Carbon- oder Glasfasern, die den Bau schlanker, leichter und trotzdem dauerhafter Betonbauteile ermöglichen.

Um die Umweltbilanz im Bauwesen zu verbessern, haben Forscher nun eine ökologische Alternative zu konventionellen Stahlbewehrungen und synthetisch erzeugten Fasern entdeckt: Wissenschaftler des Fraunhofer WKI haben gemeinsam mit der Hochschule Biberach und dem Industriepartner Fabrino nachgewiesen, dass Textilbetonteile mit einer nachhaltigen Naturfaserbewehrung, wie z. B. Flachs, ein ausreichendes Verbund- und Zugtragverhalten für den Einsatz im Bau haben.

„Wir haben am Fraunhofer WKI mit einer Webmaschine Drehergewebe aus Flachsfasergarn hergestellt. Um die Nachhaltigkeit zu erhöhen, haben wir eine Behandlung der Flachsgarne zur Verbesserung der Zugfestigkeit, Dauerhaftigkeit und Verbundhaftung erprobt, die im Vergleich zu petrobasierten Behandlungen ökologisch vorteilhafter ist“, erläutert Jana Winkelmann, Projektleiterin am Fraunhofer WKI in Braunschweig.

Textile Bewehrungen haben grundsätzlich eine Reihe von Vorteilen. So weisen sie eine deutlich reduzierte Korrodierbarkeit bei gleicher oder höherer Zugfestigkeit als Stahl auf, so dass das notwendige Nennmaß der Betonüberdeckung reduziert werden kann. Dies führt bei gleicher Tragfähigkeit häufig zu geringeren erforderlichen Querschnitten. Im Vergleich zu textilem Gewebe aus alkaliresistentem Glas oder Carbon ist die  ökologische Bewehrung einfacher und energieschonender herzustellen, weil die Naturfasern nachwachsend und vielerorts verfügbar sind. Der CO2-Fußabdruck der Bauindustrie lässt sich dadurch auch in diesem Bereich verringern.

(Autor: Paul Deder)

Weitere Artikel:

Trend
Bauabfall wird Baustoff
Bauabfall wird Baustoff
Bauabfall wird Baustoff

Im Jahr 2022 fielen in Deutschland rund 216 Mio. t Bau- und Abbruchabfälle an, was über 54 % des gesamten Brutto-Abfallaufkommens ausmacht. Angesichts des laufenden Transformationsprozesses hin zu einer ressourcenschonenden und nachhaltigen Wirtschaft kommt dieser Abfallkategorie daher eine besondere Bedeutung zu. Kann die Entstehung solcher Abfälle – bspw. durch den Erhalt bestehender Bausubstanz – nicht vermieden werden, sollten sie zumindest recyclinggerecht im Wirtschaftskreislauf verbleiben.

Trend
CO2 bei Baustoffen reduzieren
CO2 bei Baustoffen reduzieren
CO2 bei Baustoffen reduzieren

Die Geschichte des Zements reicht bis in die Antike zurück. Seit vielen Jahrzehnten ist moderner Zement eines der am häufigsten verwendeten Materialien der Welt und ein entscheidender Bestandteil von Beton. Ohne dieses Bindemittel wäre die Errichtung großer Gebäude und bedeutender Infrastrukturbauten wie Brücken, Dämme oder Tunnel kaum möglich. Zement und Beton haben maßgeblich dazu beigetragen, die Urbanisierung voranzutreiben und den wirtschaftlichen Fortschritt in Ländern wie Deutschland zu fördern.

Trend
  Ladetechnologie für die Straße
Ladetechnologie für die Straße
  Ladetechnologie für die Straße

Seitdem es Stationen für induktives Laden von mobilen Endgeräten gibt, gehört der Kabelsalat neben dem Nachttisch der Vergangenheit an. Smartphones, Wearables und Tablets können so seit Jahren anwenderfreundlich drahtlos mit Strom versorgt werden – sowohl zu Hause als auch im Auto. Das ist bequem, spart Zeit und erleichtert den Alltag. Vorteile, von denen auch die Besitzer von akkubetriebenen oder hybriden Fahrzeugen profitieren könnten? Ja – denn das induktive Laden steht auch in diesem Bereich kurz vor der Serienreife.

Trend
Glasfaser im Abwasserkanal
Glasfaser im Abwasserkanal
Glasfaser im Abwasserkanal

Deutschland ist in vielen Bereichen ein Vorreiter für andere Nationen der Welt. Es gibt jedoch Dinge, die selbst Entwicklungsländer besser bewältigen – so z. B. die Versorgung der Bevölkerung mit schnellem Internet. Im Jahr 2023 belegten wir im Ranking aller 38 OECD-Staaten bei der Anzahl der Glasfaseranschlüsse den drittletzten Platz. Während das erstplatzierte Südkorea rund 89 % aller Breitbandanschlüsse über Glasfaser realisiert, müssen sich die Deutschen mit mageren 10 % Glasfaseranteil zufriedengeben. Im Vergleich dazu wirkt unser 12. Platz beim letzten Eurovision Song Contest fast wie ein Sieg.

Trend
Schaltbare Klebstoffe
Schaltbare Klebstoffe
Schaltbare Klebstoffe

Gebäude aus Holz sind eine ressourcenschonende Alternative zur Massivbauweise und erfreuen sich in Deutschland wachsender Beliebtheit. Obwohl Fertighäuser nicht immer preisgünstiger sind als herkömmliche Bauweisen, überzeugen sie mit kürzeren Bauzeiten und geringeren Planungs- und Ausführungskosten. All diese Vorteile tragen dazu bei, dass mittlerweile jedes vierte neu gebaute Haus in Deutschland ein Fertighaus ist.

Trend
Nichtbrennbarer Bauschaum
Nichtbrennbarer Bauschaum
Nichtbrennbarer Bauschaum

Eine Dose mit Polyurethan-Schaum (PU) sollte zur Grundausstattung eines jeden Bauprofis gehören. Die Vielseitigkeit dieses Baumaterials ist einzigartig: Wenn die zu bearbeitende Oberfläche öl- und staubfrei ist, haftet dieser Alleskönner sowohl auf Beton, Putz und Mauerwerk als auch auf Holz und Stahl. Nahezu in jeder Baugewerksanwendung ermöglicht er das Abdichten, Füllen, Fixieren und Dämmen von Bauelementen. Nach dem Aushärten ist der Bauschaum resistent gegen Wasser, Öl, Benzin und verschiedene Lösungsmittel.

Trend
Sanierung ohne Auszug
Sanierung ohne Auszug
Sanierung ohne Auszug

Der Klimawandel ist eine der drängendsten Herausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert. Da der Immobiliensektor in Deutschland etwa 40 % der CO2-Emissionen verursacht, besteht ein enormes Potenzial, durch Optimierungsmaßnahmen im Gebäudebestand zu den Zielen der Klimaneutralität beizutragen.

Trend
Biotumen: Erdölfrei asphaltieren
Biotumen: Erdölfrei asphaltieren
Biotumen: Erdölfrei asphaltieren

Gut ausgebaute und instand gehaltene Straßen bilden das Rückgrat einer modernen Gesellschaft und sind die Grundlage ihrer wirtschaftlichen Wohlfahrt. Es ist jedoch eine Tatsache, dass der Bau von asphaltierten Straßen eine erhebliche Menge an CO2-Emissionen verursacht. In der Produktion setzt eine Tonne Asphalt etwa 50 kg CO2 frei, was bedeutet, dass bereits für den Bau einer 100 mlangen und 16 cm starken Fahrbahn mehr als 11 t dieses Gases ausgestoßen werden. Da selbst nach der Umstellung auf erneuerbare Energien asphaltierte Straßen unverzichtbar bleiben, ist es von großer Bedeutung, die Treibhausgasemissionen bei ihrer Herstellung erheblich zu reduzieren. Der emissionsfreie Verkehr der Zukunft sollte auf Fahrbahnen rollen, die keine exorbitanten CO2-Bilanz mehr aufweisen.

Trend
Fasertechnologie für die Fassade
Fasertechnologie für die Fassade
Fasertechnologie für die Fassade

Die Leichtbauweise ist in zahlreichen Branchen auf dem Vormarsch. Durch Einsparung von Gewicht und Ressourcen passt dieses Konstruktionskonzept ideal in eine Zeit, wo Rohstoffe und Energie immer knapper und teurer werden und der Senkung von CO2 eine hohe Priorität beigemessen wird. Bei Fortbewegungs- und Transportmitteln wie Fahrzeuge, Schiffe oder Flugzeuge sorgen die leichten Komponenten für eine höhere Kraftstoffeffizienz, mehr Reichweite und Nutzlast. In der Raumfahrt ist diese Technologie sogar die Grundvoraussetzung für die weitere Erforschung des Weltalls: Hier schlägt jedes kg Nutzlast mit bis zu 100 kg Zusatzgewicht für Treibstoff und Rakete zu Buche.