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Textile Hochleistungsbewehrungen für dünne und leichte Betonkonstruktionen


Dauerhaft und resourcenschonend

 


Stahlbeton gilt aufgrund seiner vielfältigen Formgebung als wichtigster Konstruktionswerkstoff im Bauwesen. Den Vorteilen – neben der Form­gebung die hohe Festigkeit und vergleichsweise einfache Verarbeitung bei niedrigen Kosten – steht jedoch ein entscheidender Nachteil gegenüber: die Korrosionsanfälligkeit der Bewehrung. Beton ist hochalkalisch und bildet auf dem Stahl eine sogenannte Passivschicht, die den Stahl vor Korrosion schützt. Von außen in den Beton eindringende Stoffe können die Alkalität mit der Zeit senken und die Passivschicht schädigen, so dass die Stahlbewehrung korrodieren kann. Dadurch entstehen meist Abplatzungen im Beton, was die Dauerhaftigkeit des Gesamtbauwerks reduziert und im Extremfall zum Versagen der Konstruktion führt. Speziell Bauwerke aus den 1950er bis 70er Jahren, die zu­dem hohen Belastungen standhalten müssen, wie zum Beispiel Brücken, können bereits nach 15 bis 20 Jahren so gravierende Schäden aufweisen, dass eine kostenintensive und aufwendige Sanierung notwendig ist. Um das zu verhindern, muss die Stahlbewehrung durch eine ausreichend dichte und dicke Betondeckung geschützt sein, die bei Außenbauteilen nach aktuellem Normungsstand mindestens 35 mm betragen muss. Besonders bei Fassadenplatten ergeben sich daraus Plattendicken von mindestens 100 mm, um dauerhafte Bauteile zu gewährleisten. Werden die Betonstahlbewehrungen nun durch nicht-metallische zum Beispiel textile Bewehrungen ersetzt, reichen lediglich wenige Millimeter aus, um die Dauerhaftigkeit und den Verbund zwischen Beton und Bewehrung zu gewährleisten. So können Fassaden­platten mit Dicken zwischen 20 und 30 mm hergestellt und 70 bis 80 % an Beton eingespart werden, was sich wiederum positiv auf die Transport- und Montagekosten so hergestellter Fertigteile auswirkt. Textilbeton eignet sich dabei ebenso zur Herstellung neuer wie für die Verstärkung bestehender Bauteile – im Bestandsbau können beispielsweise vom Abriss bedrohte Gebäude instandgesetzt und Ressourcen eingespart werden. Analog zum Stahlbeton werden hier die bei Rissbildung im Beton freiwerdenden Zugkräfte durch die textile Bewehrung aufgenommen. Zum Einsatz kommen flächige, maschenartige Strukturen, die meist als Gelege aus alkaliresistenten Glas- (AR-Glas) oder Carbonfasern hergestellt werden. Die Fasern zeichnen sich durch extrem hohe Festigkeiten aus, die fünf- bis sechsmal höher sind als bei konventionellem Betonstahl. Im Folgenden werden die wesentlichen Eigenschaften der Fasern und der Betone beschrieben.

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