Leich­ter bau­en mit Be­ton

Pro­jekt an der TU Dres­den will wirt­schaft­li­che An­wen­dung von Car­bon­be­ton mög­lich ma­chen

baustoffpraxis - - FORSCHUNG UND TECHNIK -

Be­reits seit ei­ni­ger Zeit su­chen For­scher und An­wen­der nach Al­ter­na­ti­ven zur her­kömm­li­chen Stahl­be­weh­rung bei Be­ton. Car­bon­be­ton bie­tet die Mög­lich­keit, den Pro­ble­men des bis­he­ri­gen Be­ton­baus ent­ge­gen zu wir­ken. Dr. Mat­thi­as Lie­boldt und Dr. Frank Sch­la­ditz von der TU Dres­den er­klä­ren, war­um es zur Ent­wick­lung von „Car­bon Con­cre­te Com­po­si­te“kam und wel­che Vor­tei­le die­ser Bau­stoff bie­tet.

Bis heu­te ist der fle­xi­bel ein­setz­ba­re Bau­stoff Be­ton der meist­ge­nutz­te Bau­stoff welt­weit. Be­ton ist kei­ne Er­fin­dung der Neu­zeit. Be­reits vor über 2 000 Jah­ren bau­te man im­po­san­te Bau­wer­ke aus ei­nem Stoff, der dem heu­ti­gen Be­ton sehr äh­nelt. Ei­ne her­vor­ra­gen­de Ei­gen­schaft des Be­tons ist die freie Form­bar­keit und ho­he Druck­fes­tig­keit. Je­doch be­trägt das Auf­nah­me­ver­mö­gen ge­gen­über Zug­be­an­spru­chung nur et­wa 1/ 10 der Druck­fes­tig­keit. Bei den meis­ten Kon­struk­tio­nen im Bau­we­sen tre­ten aber auch Zug­span­nun­gen auf, bei­spiels­wei­se in­fol­ge von Bie­ge- be­an­spru­chun­gen (Trä­ger, De­cken­ele­men­te). Da­her blieb der Ein­satz von Be­ton lan­ge Zeit auf we­ni­ge An­wen­dungs­be­rei­che und Kon­struk­tio­nen be­schränkt und galt bis zum En­de des 19. Jahr­hun­derts als Ni­schen­pro­dukt.

Erst die Kom­bi­na­ti­on des druck­fes­ten Be­tons mit hoch zug­fes­tem Be­weh­rungs­stahl in Form von ein­zel­nen Stä­ben oder Be­weh­rungs­mat­ten, die die Zug- und Bie­ge­zug­fes­tig­keit des Bau­stoffs er­hö­hen, führ­te zu Be­ginn des 20. Jahr­hun­derts zum Sie­ges­zug der Stahl­be­ton­bau­wei­se. Die­ser fle­xi­bel ein­setz­ba­re Bau­stoff ist da- mals wie heu­te für das mo­der­ne Bau­ge­sche­hen un­ver­zicht­bar. Der Stahl im Be­ton hat je­doch auch sei­ne Schwä­chen: Er muss vor Kor­ro­si­on ge­schützt wer­den. Das ho­he al­ka­li­sche Mi­lieu des Be­tons (pHWert 12 bis 14) er­mög­licht ei­nen lang­fris­ti­gen Schutz der Be­weh­rung vor Kor­ro­si­on (Pas­si­vie­rung). Mit zu­neh­men­dem Al­ter wird durch Ein­wir­kung von Koh­len­di­oxid und Feuch­te aus der Um­ge­bungs­luft die Al­ka­li­tät des Be­tons in den ober­flä­chen­na­hen Be­rei­chen re­du­ziert. Durch die­sen na­tür­li­chen Pro­zess, der so­ge­nann­ten Car­bo­na­ti­sie­rung, kann der Kor­ro­si­ons­schutz bei un­zu­rei­chen­der Be­ton­über­de­ckung der Be­weh­rung mit der Zeit ver­lo­ren ge­hen. Eben­so kann durch die Ein­wir­kung von Chlo­ri­den (bei­spiels­wei­se aus Tau­sal­zen) ei­ne Kor­ro­si­on der Be­weh­rung be­güns­tigt wer­den. Der­ar­ti­ge Be­an­spru­chun­gen sind ins­be­son­de­re bei Stra­ßen, Brü­cken und Park­häu­sern oder bei Bau­wer­ken in Mee­res­nä­he an­zu­tref­fen. Fin­det ei­ne Be­weh­rungs­kor­ro­si­on statt, führt dies zum Ab­plat­zen der Be­ton­de­ckung und zur Qu­er­schnitts­re­du­zie­rung der Stahl­be­weh­rung bis zum Ver­lust der Trag­fä­hig­keit des Bau­teils. Häu­fig bleibt die Le­bens­dau­er von Stahl­be­ton­kon­struk­tio­nen weit hin­ter den Er­war­tun­gen zu­rück.

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