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Neue Möglichkeiten mit Carbonbeton

Herstellung von Beton-Fertigteilen und Sanierung von Stahlbetonbauwerken

Das komplette Plattensystem wird im Werk inkl. der gewünschten Oberflächengestaltung vorgefertigt und "just in time" zur Baustelle geliefert.

Helmbrechts (ABZ). – Tudalit-Textilbeton als innovativer Verbundwerkstoff setzt neue Maßstäbe bei der bautechnischen Instandsetzung und Verstärkung von marodem Stahlbeton. Auch bei der Herstellung von Beton-Fertigteilen sind textile Bewehrungen zunehmend im Einsatz. Entsprechende AR-Glas- und Carbon-Gittergelege werden von der V. Fraas Solutions in Textile GmbH unter der Marke SITgrid speziell zur Bewehrung von Beton-Fertigteilen angeboten. Da die Carbonbewehrungen nicht rosten, kann im Vergleich zu Stahlbeton eine deutlich geringere Betonüberdeckung verwendet werden, was zu erheblich dünneren und leichteren Beton-Fertigteilen führt. Neben einem geringeren Materialverbrauch sowie einer Gewichtsreduktion werden gleichzeitig die Kosten gesenkt und die Umwelt geschont. Durch das geringere Gewicht sind die Bauteile darüber hinaus leichter zu handhaben und mit handelsüblichen Werkzeugen einfach zuzuschneiden. Mit einer Mattendicke von 2 bis 6 mm anstelle von 12 bis 56 mm bei herkömmlichen Stahlmatten sparen die Fertigteilhersteller Lagerkapazitäten. Die Anwendungen werden somit flexibler, schneller, einfacher und günstiger.

Carbonbeton weist außerdem eine extreme und sogar höhere Stabilität als Stahlbeton auf. Verglichen mit Bewehrungsstahl ist Carbon viermal leichter (Dichte 1,8 g/cm³ statt 7,8 g/cm³) und fünf- bis sechsmal tragfähiger (3000 N/mm² statt 500 N/mm²). Carbon ist damit mehr als 20-mal leistungsfähiger als Bewehrungsstahl. So können mit Bewehrung aus Carbon und AR-Glas schlanke und leichte Betonfertigteile in besonders großen Abmessungen von bis zu 3 x 5 m und einer Stärke von nur 1 bis 3 cm hergestellt werden.

Carbonbeton eröffnet für die Baubranche Perspektiven für eine völlig neue Art des Bauens und Lebens. "Mit Carbonbeton denken wir das Bauen neu", so Roy Thyroff, Geschäftsführer des Tudalit e. V. und der V. Fraas Solutions in Textile GmbH. Aufgrund der geringeren Bauteildicken werden künftige Bauwerke filigraner und bieten auf gleicher Grundfläche mehr Raumvolumen. Außerdem ist das Bauen mit Textilbeton und insbesondere Carbonbeton ressourcen- und umweltschonender. Bis zu 4 % des CO2-Ausstoßes auf der Welt geht auf die Produktion des Baustoffes Beton zurück: Die Zementherstellung gehört somit zu den klimaschädlichsten Industrieprozessen überhaupt. Mit Carbonbeton kann deutlich dünnwandiger und bis zu 80 % Material sparender gebaut werden – es wird somit weniger Beton, weniger Sand und weniger Zement benötigt. Darüber hinaus besitzt Carbonbeton eine viel längere Lebensdauer, da Carbon korrosionsbeständig ist. Während Bauwerke aus Stahlbeton durchschnittlich 80 Jahre halten, erwartet man bei Carbonbeton eine Lebensdauer von 150 bis 200 Jahren, wenn nicht noch länger.

SITgrid Carbonbewehrung von V. Fraas Solutions in Textile.

Die Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten von Carbonbeton sind vielfältig. Bereits jetzt hat der schlanke Verbundwerkstoff im Betonbau seine einzigartigen Materialeigenschaften in vielen Referenzobjekten unter Beweis gestellt. Viel zukunftsweisendes Potential hat Carbonbeton bei der Sanierung von Brücken als kostengünstigere, Material sparendere und haltbarere Alternative zu Stahlbeton, wie bspw. bei der Sanierung der Bogenbrücke über das Selbitztal in Naila. Auch eine denkmalgeschützte, 52,5 m lange Fußgänger- und Fahrradbrücke in Zürich wird mit Carbonbeton-Fertigteilen – sogar im statischen Bereich – saniert. Sie wurde im Jahre 1880 errichtet und besteht aus einer Stahlfachwerkkonstruktion. Die Fahrbahn bestand ursprünglich aus Holzbohlen. Später wurden diese mit einer Stahlbetonplatte ersetzt, deren Bewehrungseisen mittlerweile z. T. sichtbar sind und korrodieren. Bei der Sanierung wird die Stahlbetonplatte rückgebaut und mit 35 vorproduzierten Carbonbetonplatten von der Alphabeton AG in einer Abmessung von 3759 x 1490 mm und einer Plattendicke von 60 mm ersetzt. Durch das geringere Gewicht wird die Fachwerkkonstruktion deutlich entlastet. Als Carbonbewehrung wurde ein Gittergelege der V. Fraas Solutions in Textile GmbH verwendet.

Die Betondesign-Factory hat mit den SITgrid- Bewehrungen der V. Fraas Solutions in Textile GmbH ein innovatives und zum Patent angemeldetes Textilbeton-Holzverbund-Modul entwickelt, das mit dem "Bundespreis für hervorragende innovatorische Leistungen für das Handwerk" ausgezeichnet worden ist. Dieses Modul eröffnet neue, zukunftsweisende Möglichkeiten im Hausbau – angefangen vom Holzständerbau, über die Fassadengestaltung bis hin zu kleineren Gebäuden. Das Besondere dieser neuen Textilbeton-Holzverbund-Module ist ihre immense Stabilität und Leichtigkeit. Gleichzeitig wird hier der nachhaltige Werkstoff Holz branchenübergreifend mit dem innovativen Werkstoff Carbonbeton verbunden.

Ein weiteres zukunftsweisendes Einsatzgebiet von Textilbeton ist die Bahnsteigsanierung, insbesondere hinsichtlich der Barrierefreiheit. Hierfür ist die Bahnsteighöhe auf die Wagenbodenhöhe abzustimmen und die Spalte zwischen Bahnsteig und Fahrzeug durch fahrzeugseitige Vorrichtungen auf ein Minimalmaß zu schließen. Die Firma Hering Bau hat mit "modula flex" ein modular einsetzbares Bahnsteigsystem aus Betonfertigteilen entwickelt, das die Sanierung von Bahnsteigoberflächen sowie die Anpassung des Einstiegsniveaus besonders wirtschaftlich ermöglicht. Für das neue Bahnsteigplatten-System werden sehr schlanke, lediglich 7–8 cm dünne Elemente aus Textilbeton verwendet. Diese bieten den Vorteil, dass sie aufgrund der Bewehrung mit Glasfaser- oder Carbontextil nicht korrodieren und somit auf die in der DIN EN1992 geforderten Betonüberdeckung bei Stahlbetonbahnsteigen von mindestens 5,5 cm verzichtet werden kann. Zudem muss das System nicht geerdet werden. Durch die schlanke Bauweise werden bis zu 60 % an Gewicht und Ressourcen gegenüber der in der Praxis sonst üblichen Stahlbetonbauweise eingespart. Das komplette Plattensystem wird im Werk von Hering Bau inkl. der gewünschten Oberflächengestaltung vorgefertigt und "just in time" zur Baustelle geliefert und verbaut. Auch Blindenleitsysteme und Gefahrraumschraffuren können werksseitig in Elemente integriert werden.

Verlegt werden die Textilbeton-Bahnsteigelemente auf ein zuvor vorbereitetes Splitt- bzw. Frischbetonbett, welches vollflächig und höhengenau (vergleichbar mit einem Estrich) direkt auf den bestehenden Bahnsteig aufgebracht wird. Durch dieses Vorgehen entstehen weder Rückbaukosten noch Aufwendungen für den Bodenaustausch oder Deponieabfälle. Die Standardplatten sind für Bahnsteigbreiten von 2,5 m, 2,75 m oder auch 3 m lieferbar, wobei die Elemente in Bahnsteiglängsrichtung in der Regel auf ein Maß von 1,35 m hergestellt werden. Eventuell notwendige örtliche Anpassungsschnitte können während der Montage vor Ort konfektioniert werden, denn aufgrund der verwendeten Bewehrung sind die dafür erforderlichen Betonschnitte zulässig. Der hohe Vorfertigungsgrad der Elemente und die vergleichsweise einfache, vollflächige Auflagerung auf das Mörtelbett erspart dem Bauherrn Kosten – vor allem durch die wesentlich geringere Bauzeit. So wurden beispielsweise am Bahnhof Walleshausen (Landkreis Landberg am Lech), am Bahnhof Erlangen und am Bahnhof der schwäbischen Gemeinde Tapfheim Bahnsteigabschnitte entsprechend saniert.

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Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Allgemeine Bauzeitung 24/2018.

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