Carbonbeton: Neue Lösungen im Städte-, Straßen- und Brückenbau

Beton, der mit Textilien statt Stahl verstärkt ist, vereint zahlreiche Vorteile: Er spart Rohstoffe, hat ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglicht somit neue Anwendungsgebiete, die auf filigrane Strukturbauteile abzielen. Zusätzlich rosten Verstärkungstextilien wie Carbon nicht und haben somit eine hohe Lebensdauer. Die dünnwandigen Schalen aus Carbonbeton haben die Forscher mit Hilfe eines flexiblen Schalungssystems aus Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) hergestellt. Dabei haben sie in der Form zuerst die textilen Bewehrungsstrukturen mit Harz beschichtet und vorgeformt und anschließend die Schalen mit integriertem Textil betoniert. »Neben der effizienten Fertigung von gekrümmten Textilbeton-Elementen zeichnen sich die GFK-Schalungen dadurch aus, dass sie exzellente Betonqualitäten ermöglichen«, erläutert Dr. Sandra Gelbrich, Leiterin der Fachgruppe Leichtbau im Bauwesen an der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung. Als Referenzbauwerke haben die Wissenschaftler auf dem Campus der TU Chemnitz Forschungspavillons aus Carbonbeton errichtet. Ein weiteres Highlight ist dabei die bauwerksintegrierte LED-Beleuchtung, die durch spezielle sticktechnologisch hergestellte Touchsensoren gesteuert wird. Um die Forschung und Entwicklung an dem Materialverbund aus Carbonfasern und Hochleistungsbeton weiter voranzutreiben, haben sich mehr als 130 Partner, darunter auch die TU Chemnitz, im Forschungskonsortium »C3 – Carbon Concrete Composite« zusammengeschlossen. Ziel ist es, einen Baustoff zu entwickeln, bei dem die korrosionsanfällige Stahlbewehrung durch eine weniger reparaturbedürftige Materialkombination aus Carbonfasern, Textilstrukturen und Beton ersetzt wird. »Zudem sollen neue Eigenschaften wie thermische und elektrische Leitfähigkeit die Beheizbarkeit und Sensorik der Bauteile ermöglichen. Der neue Baustoff soll formbarer, stabiler, intelligenter, schadstoffärmer und besser recycelbar sein«, fasst Gelbrich zusammen und hebt hervor: »Wir erhoffen uns völlig neue Möglichkeiten im Städtebau aber auch für den Brücken- und den Straßenbau.« C3 – Carbon Concrete Composite 
Ende November 2015 wurde das C3-Konsortium bereits mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis in der Kategorie Forschung ausgezeichnet. Die Erforschung und Etablierung des neuen Baustoffes C3 biete „einen vielversprechenden Ansatz, um einen Paradigmenwechsel im Bauwesen und somit der Stadtentwicklung einzuläuten“, hieß es in der Jurybegründung. Das Projekt C3 leiste einen wichtigen Beitrag, um einen einschneidenden Innovationsschub hervorzurufen. Das C3-Konsortium wird von der Technischen Universität Dresden koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.