Nichtmetallische Bewehrungen für Betonbauteile
Durch den Einsatz von nichtmetallischen Bewehrungen aus Carbon- oder Glasfasern können Betonbauteile dünn, schlank und gleichzeitig dauerhaft hergestellt werden. Da Carbon- oder Glasfasern nicht korrodieren, können die üblichen Betondeckungen von mehreren Zentimetern auf wenige Millimeter reduziert werden. So sind Bauteildicken von 20 bis 30 mm möglich, was insbesondere im Fassadenbau, bei Balkonbrüstungen, Betonmöbeln oder in der Sanierung attraktive Betonlösungen ermöglicht.
Aber auch in Bereichen, in denen die dünne Bauweise nicht im Vordergrund steht, sondern eher Dauerhaftigkeitsprobleme zu lösen sind wie beispielsweise bei Brücken oder Parkdecks, sind nichtmetallische Bewehrungen prädestiniert. Das Albstädter Unternehmen Solidian GmbH hat sich auf nichtmetallische Bewehrungen spezialisiert und bietet neben vielfältigen Produkten auch technische Lösungen auf dem Gebiet des Carbonbeton- beziehungsweise Textilbetonbaus an.
Leistungsfähigkeit durch hohe Bruchfestigkeiten
Der Korrosionsschutz im Stahlbetonbau wird heutzutage meist durch eine Mindestbetondeckung gelöst, die im Eurocode bei ungefähr 35 bis 40 mm für Außenbauteile liegt. Wird dieses Maß unterschritten, ist mit Korrosionsschäden noch vor Ablauf der gewünschten Lebensdauer des Bauteils zu rechnen. Die Folge sind unplanmäßige Sanierungsarbeiten und hohe Instandhaltungskosten. Werden nun nichtmetallische Bewehrungen eingesetzt, die in der Regel aus alkali-resistenten Glas- oder Carbonfasern bestehen, werden Korrosionsschäden vermieden. Zudem können die Betondeckungen erheblich reduziert werden, ohne dass die Dauerhaftigkeit oder Lebensdauer reduziert wird; insbesondere bei Verwendung von gitterförmigen Bewehrungen können je nach erforderlichen Bewehrungsquerschnitt Betondeckungen ab 10 mm realisiert werden. Die Einleitung von Verbundkräften stellt hier kein Problem dar, da geeignete Bewehrungen mit Faserquerschnittsflächen ab 0,3 mm² zur Verfügung stehen (Bild 1).
Die Leistungsfähigkeit der im Vergleich zu Betonstahlbewehrungen filigran wirkenden Glas- oder Carbonbewehrungen wird durch die sehr hohen Bruchfestigkeiten erreicht. So sind bei Glasfaserbewehrungen mittlere Festigkeiten bis etwa 1.600 N/mm² im Betonbauteil erreichbar. Bei Carbonbewehrungen geht es sogar bis rund 3.600 N/mm², also bis zu sechsmal höher als bei Betonstahlbewehrungen. Dadurch ist es möglich, dass die zurzeit leistungsfähigste Carbonbewehrung Solidian GRID Q142/142-CCE-38 in etwa die gleiche Tragfähigkeit wie eine Q524 (BSt 500A) aufweist, also im Mittel etwa 40 t/lfd. m aufnehmen kann (Bild 2). Neben ebenen Bewehrungen in Mattenform oder als Rollenware können durch geeignete Verfahren auch Formbewehrungen hergestellt werden: L-Winkel, U-Querschnitte bis hin zu Freiformflächen sind herstellbar, sowie Bewehrungslösungen für Stabtragwerke (Bilder 3/4).
Dünne, schlanke und dauerhafte Betonbauweisen
Diese Produkte eignen sich für vielfältige Anwendungen im Betonbau; also überall dort, wo dünne, schlanke und dauerhafte Betonbauweisen gefordert sind, wie beispielsweise im Fassadenbau (Vorhangfassaden, Sandwichfassaden), Brückenbau, Parkhausbau sowie die Sanierung. Jüngst wurde eine weitere Carbonbetonbrücke in Albstadt fertiggestellt: Am 8. August 2017 fand der Brückenschlag in Albstadt-Pfeffingen statt, bei dem die knapp 10 m lange Straßenbrücke in Verbundbauweise innerhalb von nur zwei Stunden eingebaut wurde. Die Brücke kann mit bis zu 40 t schweren LKW befahren werden.
Neben dem Fertigteilbau gibt es auch Lösungen aus dem Ortbetonbereich, zum Beispiel die Zulassung Z-31.10-190 der Quinting Zementol GmbH für den Einsatz zur Rissbreitenreduzierung durch Carbonbewehrungen. Gerade bei dem letztgenannten Beispiel zeigen Carbonbewehrungen das enorme Leistungspotential: durch geeignete Tränkungsmaterialien wie beispielsweise Epoxidharz kann nicht nur ein starrer Verbund zur Betonmatrix hergestellt werden, sondern auch Elastizitätsmoduln von über 210.000 N/mm² erzielt werden. In Kombination mit Gitteröffnungen zwischen ungefähr 20 und 40 mm können so extrem feine Rissbilder nachgewiesen werden, die mit Rissbreiten von maximal 0,1 mm wasserundurchlässig sind.
