Leichter Beton gegen Steinschlag

Das Wetter wird immer extremer – damit braucht es neue Baustoffe, um Menschen in

Gebäuden zu schützen.

Steinschlag ist nur ein Problem fürs Bauen im Gebirge? Längst nicht mehr nur dort, weiß apl. Prof. Dr.-Ing. Birgit Beckmann vom Institut für Massivbau an der Fakultät für Bauingenieurwesen der TUD. „Durch die geänderten Wettererscheinungen – wie immer extremere Unwetter oder Stürme – ist das zunehmend auch an anderen Orten ein Problem für Gebäude.“Hinzu kommen Instabilitäten im Boden – beispielsweise in durch den Klimawandel auftauenden Permafrostböden; sowie terroristische Gefahren. „Es geht darum, den Anprallwiderstand von Betonbauwerken zu erhöhen“, sagt die Dresdner Expertin. „Ziel ist dabei immer der Schutz von Menschenleben.“Die Gebäude müssen also so widerstandsfähig sein, „dass sie durch den Anprall nur so gering geschädigt werden, dass sie Menschenleben zuverlässig schützen können“.

Das Hauptproblem für die Wissenschaftler: Sie kennen natürlich das Materialverhalten von Beton; allerdings weitgehend nur mit Blick auf ruhende Lasten. Für den sogenannten Impakt – einen Aufprall also – muss die Festigkeit zunächst genauer untersucht werden, um Lösungen zu entwickeln. „Das wird auch längst getan, allerdings wird der Widerstand gegen solche Anprallsituationen bisher meist durch massive Bauteile gewährleistet“, beschreibt Birgit Beckmann. Massiv heißt aber auch: hoher Materialeinsatz. Es geht den Forschern also einerseits um mehr Sicherheit, die andererseits mit leichteren Stoffen und weniger Ressourcen erzielt werden kann. Genau daran wird auch im Institut für Massivbau in Dresden geforscht. „Wir arbeiten hier zum Beispiel an nachträglich aufgebrachten, sehr dünnen Verstärkungsschichten.“Diese Schichten können unter anderem aus einer gut einen Zentimeter dünnen Feinbetonschicht mit eingebettetem Stahl- oder Carbontextil bestehen. Sie werden zum Beispiel an der Unterseite von Steinschlaggalerien angebracht – Einhausungen von Gebirgsstraßen also – und sorgen dort dafür, dass die Betonplatte vom Steinschlag nicht durchlöchert wird; der Stein also nicht auf die Straße gelangt. „Das kann die Schädigung des Bauteils oder des gesamten Bauwerks so reduzieren, dass ein vollständiges Versagen der Struktur verhindert wird“, erläutert die Wissenschaftlerin. Geforscht und entwickelt wird an der TU Dresden dabei in interdisziplinären Teams. „Wir setzen also auf das Wissen aus verschiedenen Fachrichtungen“, erklärt Prof. Birgit Beckmann. Denn an den Schnittstellen der Fachrichtungen entsteht der größte Erkenntnisgewinn, sagt sie.