Japanische Kunstfaser: Kuraray präsentiert Kuralon

Der japanische Chemiekonzern Kuraray wurde im Jahr 1926 für die Herstellung von Viskose gegründet und ist heute weltweit tätig. Das Unternehmen bietet innovative, nachhaltige und hochmoderne Technologien für zahlreiche Branchen wie die Bau-, Automobil-, Verpackungs-, Agrar- und Konsumgüterindustrie – und dies auf der ganzen Welt. Im vorliegenden Beitrag wird Kuralon vorgestellt, eine aus Polyvinylalkohol-Harz (PVA) hergestellte Kunstfaser.

Über Kuralon

Kuralon ist eine aus PVA-Harz hergestellte Kunstfaser. Im Jahr 1950 begann Kuraray mit der kommerziellen Produktion von Kuralon, der ersten in Japan erfundenen synthetischen Faser, die auf dem Markt für Zementverbundwerkstoffe eine besonders lange Geschichte als Asbestersatz hat. Die Entwicklung von PVA-Fasern für Zementkompositanwendungen wurde vor allem durch die europäischen Asbestvorschriften der 1970er Jahre ausgelöst. Damals wurde Kunstschiefer hergestellt, indem Asbest mit Zement gemischt oder auf die Oberfläche gesprüht wurde. Als Reaktion auf die Asbestverordnung begannen die europäischen Hersteller mit der Erforschung von asbestfreiem Kunstschiefer und fanden heraus, dass die PVA-Faser von Kuraray als Ersatz geeignet war. Infolgedessen gewannen die Kuraray-Fasern als Asbestersatz für Kunstschiefer in Europa rasch an Popularität und werden hier bereits seit über 40 Jahren verwendet. Auch heute noch kommen PVA-Fasern von Kuraray in Europa als Standardsubstitut für Asbest zum Einsatz.

Ausgehend vom Konzept der Zementarmierung in Kunstschiefer wurde ein für Beton- und Mörtelanwendungen geeignetes Faserdesign entwickelt, und Kuralon expandiert aktuell als führender Zulieferer für kunstfaserbewehrten Beton in Japan.

Ihre hohe Festigkeit, UV- und Alkalibeständigkeit machen die Kuralon-Faser zum idealen Material für dauerhafte und wartungsarme Betonkonstruktionen. Kuralon bietet eine einzigartige Kombination weiterer grundlegender mechanischer Eigenschaften, die die Faser für die Bewehrung von Betonen und Mörteln besonders geeignet machen.

Bewehrung für Beton und Mörtel

Die Verwendung von PVA-Fasern zur Sicherung der dauerhaften Tragfähigkeit von Betonkonstruktionen birgt einige Vorteile: So führt eine Durchbiegung von 4 mm an der Oberseite eines Probekörpers bei herkömmlichem stahlbewehrtem Beton an dessen Unterseite zu einer Rissbreite von etwa 100 μm – ein kritischer Wert, da die kapillare Saugwirkung einer Betonoberfläche stark zunimmt, sobald die Risse eine Breite von 100 μm überschreiten. Dabei ist die Zeit unmittelbar nach der Rissbildung entscheidend. Sobald der erste Riss auftritt, dringt Feuchtigkeit in den Probekörper ein und verursacht Schäden. Daher kommt es darauf an, die Breite des Risses zu begrenzen, sobald er auftritt.

Eine Bewehrung mit herkömmlichen Fasern wie Polypropylen oder alkaliresistenten Glasfasern kann laut Herstellerangabe im Allgemeinen dazu beitragen, die Rissbreite zu begrenzen, jedoch nicht unmittelbar nach der Rissbildung, wenn eine solche Wirkung am dringendsten benötigt wird. Die konventionelle Faserbewehrung funktioniert also nur bedingt und führt zu keiner weiteren Steigerung der Dauerhaftigkeit – dies gilt insbesondere für hochbelastete Betonkonstruktionen.

Hervorragende Bruchzähigkeit, Schadenstoleranz und Duktilität

Die PVA-Faser Kuralon überbrückt die Risse und hält sie in sehr engen Grenzen, insbesondere in der wichtigsten Phase direkt nach Einsetzen der Rissbildung. Vorteilhaft ist dabei, dass die Wahrscheinlichkeit einer kritischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Betonkonstruktion minimiert wird. In manchen Fällen unterstützt die Faseranwendung sogar die Selbstheilung. Diese Wirkung ist von Interesse, wenn Betonkonstruktionen für schwierige Umgebungsbedingungen zu bewehren sind, wie beispielsweise bei hoher Erosionsgefahr durch den Wellengang des Meeres, treibenden Objekten im Offshore-Bereich und hohen Risiken einer strukturellen Beeinträchtigung durch schwere dynamische Belastungen und Enteisungsmittel auf Autobahnen und Rollbahnen von Flughäfen.

Mit Kuralon bewehrter Beton zeigt nach der Erstrissbildung ein dehnungsverfestigendes Verhalten und weist gegenüber Normalbeton eine 500-fach höhere Dehnfähigkeit auf. Diese gewährleistet eine hervorragende Bruchzähigkeit, Schadenstoleranz und Duktilität unter hohen Querkrafteinwirkungen. Kuralon trägt zur Verlängerung der Nutzungsdauer bei und fördert nachhaltige Investitionsentscheidungen.