Carbonbeton: Neuer Baustoff nimmt kaputten Brücken ihren Schrecken

Carbonbeton: Neuer Baustoff nimmt kaputten Brücken ihren Schrecken

von Benjamin Reuter

Altersschwache Gebäude und Brücken abzureißen, muss nicht mehr sein - Carbonbeton macht sie wieder fit.

Auch in diesem Jahr ist WiWo Green Medien-partner der GreenTec Awards, einem der größten Preise für grüne Technologien, Initiativen und Unternehmen in Europa. Die Awards werden am 4. Mai in München verliehen. Der Gewinner in der Kategorie Bauen und Wohnen ist ein Forscherteam der Technischen Universität Dresden, das einen neuartigen Carbonbeton entwickelt hat. Welche Probleme er löst, lesen Sie hier:

Staus, Umleitungen und Teilsperrungen wegen maroder Brücken sorgen für einen Schaden von zwei Milliarden Euro pro Jahr in Deutschland. Schuld daran ist meistens Rost, der die Gitter aus Stahl schwächt, die im Beton verarbeitet sind. Nach vierzig Jahren wird der Beton dadurch meist altersschwach und eine aufwendige Sanierung muss her.

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Rund 200.000 Brücken gibt es in Deutschland, schätzt Manfred Curbach, Professor für Massivbau an der Technischen Universität Dresden. Auf die Bauunternehmen kommt also viel Arbeit zu.

Doch Curbach arbeitet seit rund zehn Jahren an einer Lösung, die rostenden Übergängen für Autos, Züge, Radfahrer und Fußgänger ihren Schrecken nehmen soll - und ganz nebenbei die Architektur revolutionieren könnte.

Wände werden dünner als ein SandwichMit seinem Team an der TU Dresden hat Curbach einen Beton entwickelt, den nicht Stahlstreben stabilisieren, sondern Carbonfasern. Weitere Forscher arbeiteten gleichzeitig an Textilmaschinen, die Matten aus Carbonfasern herstellen, wieder andere Experten tüftelten an der notwendigen Betonzusammensetzung.

"Wir führen die Arbeit der verschiedenen Teams zusammen", erklärt Curbach. Das Ergebnis ist eine Art Wundermaterial mit dem Namen Carbon Concrete Composite (C3). Der Carbonbeton zeigt kaum Verschleiß und ist sehr viel umweltfreundlicher und stabiler als herkömmlicher Stahlbeton.

Statt 20 Zentimeter könnten Wände in Häusern in nur Zukunft nur noch aus rund drei Zentimeter dickem Platten und Wärmedämmung bestehen. Architekten könnten zudem ganz neue Formen mit dem Hartbaustoff entwerfen.

„Wir machen den Schritt vom plumpen Betonbau der Vergangenheit zur Filigranität, Leichtigkeit und Ästhetik des Betonbaus der Zukunft“, verspricht Manfred Curbach.

Preise für Carbon fallenDie Innovation funktioniert dabei so: Einzelne Carbonfasern werden von einer Textilmaschine zu einer Art Netz verwebt, das 2,5 Meter breit und beliebig lang sein kann. Dieses sogenannte Gelege wird mit einem geheimen Spezialmaterial beschichtet und dann erhitzt. Das Ergebnis ist ein sehr stabiler aber dennoch flexibler Faserverbund, der sich aufrollen und auf diese Weise wie ein Teppich transportieren lässt. Zwischen dünnen Betonschichten eingearbeitet, soll er das Baumaterial der Zukunft sein.

Den Dresdner Bauinnovatoren kommt dabei entgegen, dass Carbon schon lange kein Luxusmaterial mehr nur für Tennisschläger und Skier ist. Mittlerweile setzen es Flugzeugbauer wie Airbus ein - und Autobauer wie BMW fertigen ganze Karosserieteile aus dem Werkstoff.

Rund zwanzig Euro kostet derzeit ein Kilogramm Carbonfasern. Dass dagegen Stahl mit einem Euro pro Kilo immer noch ein Schnäppchen ist, ficht Curbach nicht an. "Carbon ist schon heute günstiger, weil es sehr viel leistungsfähiger ist, als der Werkstoff aus dem Zeitalter der Industrialisierung", sagt er. Carbon ist nicht nur stabiler, sondern auch haltbarer als Stahl.

Hinzu kommt noch der Umweltvorteil. Die Zementherstellung gehört zu dem klimaschädlichsten Industrieprozessen überhaupt - bis zu vier Prozent des CO2-Ausstoßes auf der Welt geht auf die Produktion des Baustoffes zurück. Carbonbeton könnte zumindest einen Teil davon einsparen.

"Dammbruch" für neues MaterialDabei ist der futuristisch klingende Werkstoff keine Science-Fiction mehr. Schon jetzt wurden mehrere Brücken aus dem Material gebaut; in Sachsen, dem Allgäu und der schwäbischen Alb. Mittlerweile vertreibt auch eine Ausgründung des Carbon-Froschungsverbundes, das Deutsche Zentrum Textilbeton, den Baustoff.

Zudem ist der Carbonbeton wettbewerbsfähig. In Kempten setzte sich die Brücke aus dem Material gegen die herkömmliche Konkurrenz durch - auch weil sie günstiger war.

Die bisherigen Projekte sind so etwas wie der "Dammbruch" für den Baustoff, hofft Cubach. Die erste Brücke für das Örtchen Oschatz in Sachsen mussten die Forscher noch Eins zu Eins im Labor anfertigen, damit die Bauaufsicht sie testen konnte. Erst danach genehmigten die Beamten die Konstruktion.

Bald schon ist die Einzelfallprüfung Vergangenheit - denn mit der ersten Zulassung des Carbonbetons durch die Bauaufsicht können Unternehmen das Material für Verstärkungen frei einsetzen.

Ziel ist es, Bauten zu erhaltenEin interessante Randnotiz der Innovation: Schon in der DDR experimentierten Forscher mit sogenanntem Textilbeton. In den 90er-Jahren gingen die Arbeiten in Dresden mit Glasfasern weiter, wie sie heute noch in Telekommunikationskabeln stecken. Carbon erwies sich nach einem Preissturz vor einigen Jahren aber als noch geeigneter.

Doch wer nun denkt, Curbach und sein Team wollten die Welt mit ihrem Material neu bauen, der irrt. "Wirklich nachhaltig ist es", sagt der Professor, "wenn wir die Dinge so lange zu nutzen wie nur möglich. Bauwerke abzureißen und die Materialien wegzuschmeißen, können wir uns gar nicht leisten."

Und genau diese Art Nachhaltigkeit ermöglicht der Carbonbeton bei baufälligen Brücken oder Häusern - denn er stabilisiert sie auf weitere 50 bis 100 Jahre, wie die Forscher glauben.

Und das geht so: Bei einer Brücke rauen Bauarbeiter den angeschlagenen Beton auf, befeuchten ihn und sprühen eine nur wenige Millimeter dünne Schicht Feinbeton auf. In die nasse Masse drücken sie das Carbonnetz. Dann folgt in Sandwichbauweise wieder Beton, dann wieder Carbon und so weiter. Am Ende bedeckt das marode Altmaterial eine nur einen Zentimeter dicke neue Schicht von Superbeton.

80 Unternehmen an der Entwicklung beteiligtKaufhäuser in Prag und Koblenz und einen Uni-Hörsaal haben Bautrupps auf diese Weise schon vor dem Abriss gerettet. Bald soll auch die erste altersschwache Brücke in Deutschland an der Reihe sein.

Um die Wende beim Bau und der Reparatur von Brücken, Türmen und Häusern zu beschleunigen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 45 Millionen Euro für die Entwicklung des Zukunftsbetons spendiert. Hinzu kommen noch 23 Millionen Euro, die Unternehmen beisteuern. Die Mittel sind für Forschungsarbeiten bis 2020 vorgesehen.

Mit dieser Unterstützung im Rücken wollen die Entwickler des Carbonbetons jetzt loslegen. Helfen soll dabei auch die von ihnen gegründete Initiative „C3 – Carbon Concrete Composite“. Sie wird von 80 Unternehmen und Forschungseinrichtungen getragen.

Die Alterserscheinungen bei der deutschen Infrastruktur könnten also bald ihren Schrecken verlieren.

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Am Sonntag den 4. Mai sind die Entwickler des Carbonbetons in München bei der Preisverleihung der GreenTec Awards zu sehen. Bei WiWo Green können Sie die Gala ab 19:30 Uhr im Livestream verfolgen.

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