Fa­ser­ver­stärk­te Kunst­stof­fe im Bau­we­sen

baustoffpraxis - - BAUSTOFFWISSEN -

Für fa­ser­ver­stärk­te Kunst­stof­fe ver­wen­det man in der Pra­xis bis­her vor al­lem re­la­tiv güns­tig her­zu­stel­len­de Glas­fa­sern. Man spricht dann von glas­fa­ser­ver­stärk­tem Kunst­stoff (GFK). Ähn­lich wie die Me­tal­lein­la­gen im Stahl­be­ton die­nen die dün­nen Fä­den aus Glas zur Ar­mie­rung des Kunst­stoffs. Durch die Ar­mie­rung ver­bes­sern sich die me­cha­ni­schen Ei­gen­schaf­ten des leich­ten Werk­stoffs, vor al­lem sei­ne Fes­tig­keit und Stei­fig­keit. Da­durch wird er deut­lich ro­bus­ter und trag­fä­hi­ger. Der Kunst­stoff wie­der­um bil­det – ana­log zum Ze­ment im Stahl­be­ton – die ver­bin­den­de Ma­trix, wel­che die Fa­sern zu­sam­men­hält. GFK-Ma­te­ria­li­en wer­den im Bau­we­sen schon seit Län­ge­rem in vie­len Be­rei­chen ein­ge­setzt. So be­ste­hen zum Bei­spiel Schacht­ab­de­ckun­gen und Git­ter­ros­te auf öf­fent­li­chen Stra­ßen und We­gen im­mer häu­fi­ger aus sol­chen fa­ser­ver­stärk­ten Kunst­stof­fen. Ein gro­ßer Vor­teil der syn­the­ti­schen Po­ly­me­re ge­gen­über her­kömm­li­chen Ma­te­ria­li­en wie Stahl oder Guss­ei­sen be­steht dar­in, dass sie nicht ros­ten. Au­ßer­dem sind die Kunst­stoff-Ab­de­ckun­gen deut­lich leich­ter als me­tal­li­sche Werk­stof­fe.

Gro­ße Licht­schäch­te im Kel­ler­be­reich wer­den eben­falls häu­fig aus GFK ge­fer­tigt. So sind sie trotz ih­rer enor­men Grö­ße äu­ßerst sta­bil. Und auch bei Fens­ter­rah­men aus Kunst­stoff scheint der Trend un­auf­halt­bar. Im­mer häu­fi­ger setz­ten Her­stel­ler hier nicht mehr auf ein­fa­ches Hart-PVC, son­dern auf die fa­ser­ver­stärk­te Va­ri­an­te. Der Vor­teil: Das stei­fe­re Ma­te­ri­al er­laubt schma­le­re Rah­men, was wie­der­um grö­ße­re Fens­ter­glas­flä­chen er­mög­licht. GFK-Rah­men be­nö­ti­gen zu­dem kei­ne aus­stei­fen­den Me­tal­lein­la­gen. Das ver­bes­sert die Wär­me­däm­mung.

Schon nor­ma­le Kunst­stof­fe ha­ben vie­le Vor­tei­le, die sie für Bau­an­wen­dun­gen in­ter­es­sant ma­chen. Sie las­sen sich in be­lie­bi­ge For­men gie­ßen, ha­ben ein ge­rin­ges Ge­wicht und ei­ne nied­ri­ge Wär­me­leit­fä­hig­keit, ros­ten nicht, sind was- ser­dicht so­wie be­stän­dig ge­gen Che­mi­ka­li­en und lei­ten kei­ne Elek­tri­zi­tät. Doch es gibt auch Nach­tei­le. Da­zu zäh­len die im Ver­gleich zu Be­ton und Stahl ge­rin­ge­re Stei­fig­keit und Fes­tig­keit so­wie die leich­te­re Ver­form­bar­keit durch Hit­ze­ein­wir­kung. Durch Zu­ga­be von Fa­sern lässt sich die­ser Nach­teil zu­min­dest ab­schwä­chen.

Ris­se im Kunst­stoff wer­den so – zu­min­dest quer zur Aus­rich­tung der Fa­sern – deut­lich un­wahr­schein­li­cher. Die Fa­sern wir­ken riss­über­brü­ckend. Es ist wie bei Holz: Das lässt sich ent­lang der Zel­lu­lo­se­fa­sern leicht spal­ten, aber quer zur Ma­se­rung ver­hält es sich sehr zäh. Die­se Ana­lo­gie lässt sich so­gar noch wei­ter trei­ben. So­wohl GFK als auch Holz ent­hal­ten aus­stei­fen­de Fa­sern (Glas­fa­sern be­zie­hungs­wei­se Zel­lu­lo­se), die je­weils durch ei­ne kit­ten­de Sub­stanz zu­sam­men­ge­hal­ten wer­den (Kunst­stoff be­zie­hungs­wei­se das Li­gnin im Holz). Mehr noch: Eben­so wie Kunst­stoff ist auch Li­gnin ein Po­ly­mer, nur eben ein na­tür­li­ches. Bei­de Stof­fe be­ste­hen aus Koh­len­stoff­ver­bin­dun­gen. Glas­fa­ser­ver­stärk­ter Kunst­stoff ist zugleich leicht und sta­bil, ros­tet nicht und ist re­sis­tent ge­gen­über Frost so­wie Tau­sal­zen. Das macht ihn nicht zu­letzt für Bau­wer­ke im Au­ßen­be­reich in­ter­es­sant – zum Bei­spiel für Brü­cken. Könn­te man die­se nicht viel be­que­mer aus GFK bau­en an­statt aus Stahl oder Stahl­be­ton? Und wä­ren lang­fris­tig nicht Mil­lio­nen an Sa­nie­rungs­kos­ten ein­spar­bar, weil es mit GFK kei­ne Kor­ro­si­ons­schä­den oder Ris­se im Be­ton mehr ge­ben wür­de? So ver­lo­ckend die­se Lö­sung klingt, sie ist bis­her nur ein­ge­schränkt rea­li­sier­bar. Denn GFK ist zwar deut­lich ver­for­mungs­re­sis­ten­ter als nor­ma­ler Hart-Kunst­stoff, aber zugleich we­ni­ger be­last­bar als Stahl und Be­ton.

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FO­TO: FIBERLINE COMPOSITES

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