Betonbearbeitung / Sanierung Aktuelles

Tudalit: Mit Carbon Ressourcen für Betonbauten sparen

Derzeit ist Beton der weltweit meistverwendete Baustoff, was für den Verbrauch jährlich massiver Mengen an Zement, Sand und Kies sowie Wasser für den Betonbau sorgt und geschätzt allein aus der Zementherstellung resultieren rund 5 % der weltweiten CO₂-Emission. Gelingt es, den Anteil des Betons zu reduzieren, ist ein wichtiger Schritt in Richtung ökologischen Bauens getan. Hier soll künftig Carbonbeton punkten können. Bei ihm ersetzen Kohlenstofffasern den sonst üblichen Bewehrungsstahl. Dies bringt zahlreiche Vorteile mit sich, die unter anderem zum Schutz der Umwelt beitragen.

Die meisten Betonbauteile erhalten ihre Zugfestigkeit durch den Einsatz von Stahl. Aber Stahl korrodiert, weshalb er mit einer Mindestbetondeckung geschützt werden muss. Dies führt dazu, dass zum Beispiel Plattendicken von 35 cm bis 40 cm, im Brückenbau gar 50 cm bis 60 cm, durchaus üblich sind. Die Bewehrung aus Carbonfasern korrodiert nicht, weshalb die Betonüberdeckung wesentlich dünner ausfallen kann. Das bedeutet, dass bereits bei der Herstellung der Betonbauteile ein Großteil an Zement, Zuschlag und Wasser eingespart wird. Zuweilen sollen schon 10 mm bis 15 mm an Betonüberdeckung ausreichen, um die Kräfte einleiten zu können, so informiert Tudalit. Der eingetragene Verein setzt sich für das Bauen mit nichtmetallischen Bewehrungen – wie Carbon – ein.


Indessen bringt die Verschlankung der Bauteile weitere Vorzüge mit sich: Nicht nur bei der Herstellung, auch beim Transport von Kies, Sand, Zementen und Co. fällt CO₂ an. Wenn weniger Beton verbaut wird, müssen weniger Ausgangsstoffe auf die Baustelle beziehungsweise ins Fertigteilwerk transportiert werden.

Werden die Betonbauteile im Fertigteilwerk hergestellt, müssen sie nach der Herstellung auf die Baustelle gebracht werden. Je leichter sie sind, desto weniger Treibhausgase fallen bei ihrem Transport und ihrer Montage an. Ein weiterer Pluspunkt der Bewehrung ist, dass auch sie selbst um ein Vielfaches leichter und wesentlich dünner als üblicher Armierungsstahl ist. Das kann beispielsweise den Vorteil mit sich bringen, dass für eine Baustelle zwei Lkw-Ladungen mit normalem Bewehrungsstahl erforderlich sind, während bei einer Carbonbewehrung nur eine benötigt wird. Dieser Ansatz lässt sich, je nach Situation, auf weitere Logistikaspekte ausdehnen. Beispielsweise können bei einer vorgehängten Betonfassade, je nach Plattengröße, auch weniger Befestigungselemente erforderlich sein oder gar die Dimensionierung der tragenden Gebäudestruktur reduziert werden.

Dauerhafter als Stahlbeton

Die Lebensdauer von Stahlbeton ist von den Umgebungsbedingungen abhängig. Hier müssen sich die Verantwortlichen unter anderem fragen: Befindet sich das Bauwerk in Küstennähe? Ist es Frosttausalz ausgesetzt? Kann es zu großen Temperaturschwankungen kommen? Diese Aspekte können dazu führen, dass die Stahlbewehrung von Rost angegriffen wird und die Konstruktion nicht mehr die anfallenden Lasten abtragen kann. Dann muss abgewogen werden, was ökonomischer ist – Sanierung oder Abriss und Neubau des Gebäudes oder einer Brücke. Je nach Situation können in Deutschland die Brücken-Verantwortlichen schon nach 30 bis 40 Jahren vor dieser Entscheidung stehen. Auch wenn es noch keine Langzeiterfahrungen gibt – dazu ist der Baustoff Carbon zu jung –, geht man bei Tudalit davon aus, dass die Objekte auch über lange Zeit keine Korrosionsprobleme bekommen. Für glasfaserarmierte Betonfertigteile sei dieser Nachweis mit rund zehn Jahren Nutzungsdauer bereits erbracht. Carbonfertigteile sind seit mehr als acht Jahren im Einsatz und Glasfaserbeton seit rund 40 Jahren.

Zu einem ökologischen Baustoff gehört auch, dass er unproblematisch entsorgt oder – besser – recycelt werden kann. Tudalit verweist auf Untersuchungen, die gezeigt hätten, dass sich sowohl Carbonstäbe als auch -gitter von der Betonmatrix trennen lassen. Einige Hersteller geben an, dass ihre textilen Bewehrungen recycelbar sind und als Fasern erneut dem Beton zugegeben werden können. Sobald sich dies kosteneffizient auf eine breite Masse von Carbonbewehrungen übertragen lässt, gilt ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung umweltschonenden Bauens als getan.

Baurecht

Aktuell gibt es noch keine Normen für den neuen Verbundbaustoff, was bei jedem Bauprojekt in Deutschland die Zulassung im Einzelfall oder eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich macht. Um das Bauen mit Carbonbeton zu erleichtern, wären entsprechende gesetzliche Normungen hilfreich. Der deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) erarbeitet in dem Unterausschuss Nichtmetallische Bewehrung Richtlinien, die das Bauen mit Carbonbeton vereinheitlichen und erleichtern werden. Zudem fördert Tudalit mit seinem Netzwerk und Veranstaltungen die Verbreitung von Wissen über textile Bewehrung und unterstützt so das Bauen mit Carbonbeton.     t

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