Karbonbeton statt Stahlbeton 11.01.2016, 08:09 Uhr

Schluss mit rostenden Autobahnbrücken

Chemnitzer Forscher haben Pavillons gebaut, die eine Wandstärke von gerade mal vier Zentimetern haben. Sie bestehen aus faserverstärktem Beton. Dieses Material soll einmal Stahlbeton ersetzen, damit Autobahnbrücken nicht mehr vom Rost zerfressen werden.

Auf dem Sportplatz der TU Chemnitz haben die Wissenschaftler Pavillons aus Karbonbeton als Referenzobjekte errichtet. Diese sind mit Sticksensoren ausgerüstet, über die sich die Beleuchtung steuern lässt. 

Auf dem Sportplatz der TU Chemnitz haben die Wissenschaftler Pavillons aus Karbonbeton als Referenzobjekte errichtet. Diese sind mit Sticksensoren ausgerüstet, über die sich die Beleuchtung steuern lässt. 

Foto: Dr. Sandra Gelbrich/TU Chemnitz

3,5 Meter hoch und gerade mal vier Zentimeter dick sind die Beton-Pavillons, die seit kurzem auf dem Sportplatz der Technischen Universität Chemnitz stehen. Bestünden sie aus herkömmlichen Baustoffen wären die filigranen Gebilde gleich nach dem Aufstellen eingestürzt. Dass das nicht geschieht liegt an einer speziellen Bauweise. Die Kräfte, die der Hochleistungsbeton nicht auffangen kann, deckt ein Gelege aus Kohlenstofffasern im Inneren ab.

Üblicherweise werden Bauteile aus Beton mit Stahlmatten oder -seilen verstärkt. Doch die können, wenn der Beton beschädigt wird, rosten und beispielsweise die Tragfähigkeit ganzer Autobahnbrücken gefährden. Mit Karbonbeton – Carbon ist die englische Bezeichnung für Kohlenstoff – kann das nicht passieren, weil die Kohlenstofffasern Umwelteinflüssen gegenüber resistent sind.

68 Millionen Euro für bessere Baustoffe

Das Team um Professor Sandra Gelbrich, Leiterin der Fachgruppe „Leichtbau im Bauwesen“, ist Teil der Initiative „C3 – Carbon Concrete Composite“. Deren Ziel ist ein Baustoff, bei dem die korrosionsanfällige Stahlbewehrung durch eine Materialkombination aus Kohlenstofffasern, Textilstrukturen und Beton ersetzt wird. Das Projekt wird getragen von 40 Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Das Bundesforschungsministerium  hat dafür 45 Millionen € lockergemacht. Dazu kommen 23 Millionen €, die die beteiligten Unternehmen beisteuern.

Eine Menge Handarbeit

Das Gelege aus Kohlenstofffasern besteht aus kreuzweise übereinandergelegten Rovingen, das sind Bündel aus jeweils 50.000 Fasern. „Sie fühlen sich an wie schwarze Seide“, sagt Andreas Ehrlich, der zum Gelbrich-Team gehört. Deshalb sprechen die Forscher gern von Textilbewehrung. Als Außenschalung dient eine Form aus Glasfaserverbundwerkstoff. Die erste Betonschicht wird aufgespachtelt. In den noch feuchten Beton drücken die Ingenieure die erste Gelegeschicht. So wird der Pavillon Schicht für Schicht aufgebaut und nach dem Aushärten von der Schalung befreit.

Karbonbeton soll einmal Stahlbeton ersetzen, damit Autobahnbrücken nicht mehr vom Rost zerfressen werden.

Karbonbeton soll einmal Stahlbeton ersetzen, damit Autobahnbrücken nicht mehr vom Rost zerfressen werden.

Quelle: Oliver Berg/dpa

„Das ist eine Menge Handarbeit“, sagt Ehrlich. Die Chemnitzer Forscher haben bereits eine Technik erdacht, Formteile industriell herzustellen. Dazu wird das Gelege mit Abstandshaltern in einer geschlossenen Schalung platziert. Dann gießen sie dünnflüssigen Beton hinein, der mit kleinen Steinchen versetzt ist.

Fahrbahnen könnten eisfrei bleiben

Die Chemnitzer Pavillons sind mit einer Innenbeleuchtung aus Leuchtdioden ausgestattet worden. Eingeschaltet werden sie mit einem in den Beton integrierten Näherungsschalter. Die Bauweise ermöglicht es, auch andere Sensoren zu integrieren, die beispielsweise die Belastung messen. Das wäre interessant für Brücken. Auch Heizdrähte lassen sich eingießen, etwa um Betonfahrbahnen im Winter eisfrei zu halten.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Stellenangebote im Bereich Kunststofftechnik

B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
B. Braun Melsungen AG Senior-Prozessingenieur (m/w/d), Schwerpunkt Aufbau Center of Competence Mikro-Extrusion Berlin
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
B. Braun Melsungen AG Sterilisationsexperte (m/w/d) für Produktentwicklungen Melsungen
Bavaria Medizin Technologie GmbH-Firmenlogo
Bavaria Medizin Technologie GmbH QS-Ingenieur als Assistenz der Leitung Prüfung Medizinprodukte (m/w/d) Weßling
PASS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
PASS GmbH & Co. KG Verfahrensingenieur in der Produktentwicklung (m/w/d) (Kunststoff-, Kautschuk- und Metallverarbeitung) Schwelm
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH-Firmenlogo
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH Produktentwickler (m/w/d) – Produktgruppe Leitungen und Material Einbeck
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH-Firmenlogo
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH Produktentwickler (m/w/d) – Ventile Einbeck
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH-Firmenlogo
A. KAYSER AUTOMOTIVE SYSTEMS GmbH Produktentwickler (m/w/d) für Luftführungen & NEV Einbeck
GSI - Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH Niederlassung SLV München-Firmenlogo
GSI - Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH Niederlassung SLV München Diplom-Ingenieur Bachelor / Master (m/w/divers) im Bereich Druckgeräte, Anlagentechnik, Bauüberwachung Großraum Würzburg
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH Engineer (m/w/d) Product Development – Schwerpunkt Kunststofftechnik Sankt Wendel
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit LBF-Firmenlogo
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit LBF Wissenschaftliche*r Referent*in der Institutsleitung Darmstadt

Alle Kunststofftechnik Jobs

Top 5 Werkstoffe

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.