Glasfaser- und Textilbewehrung

Textilfasern als Bewehrung

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Seit den 1980er Jahren ist der Verbund aus alkaliresistenten Glasfasern, Karbonfasern und Polyethylen mit Beton erfolgreich im Einsatz. Diese Materialien können Lasten aufnehmen und haben den Vorteil der geringer benötigten Betonüberdeckung. Dadurch können Bauteile in ihrer Dicke verringert werden. 1993 ist es Forschern des Instituts für Textil- und Bekleidungstechnik gelungen textile Strukturen zur Bewehrung mittels der Kettenwirktechnik herzustellen.

Bei der Bewehrung mit Glasfasern und bei textilbewehrtem Beton muss die Betondeckung aus Korrosionsgründen keine Mindestdicke aufweisen. Die Textilfasern und die Glasfasern müssen alkaliresistent sein. Nur so lassen sich die sonst im Stahlbetonbau zusätzlich geforderten, umhüllenden Betonschutzschichten von etwa 3,5 cm und damit übermäßig hohe Bauteilgewichte vermeiden.

Im Sonderforschungsbereich 532 der RWTH Aachen werden die Grundlagen des Verbundwerkstoffes „Textilbewehrter Beton“ interdisziplinär erforscht. Der neue Verbundwerkstoff soll die Herstellung und den Einsatz von dünnwandigen und hochbelastbaren Betonbauteilen mit guten mechanischen Eigenschaften in Serienproduktion ermöglichen. Neben der gezielten Weiterentwicklung der Ausgangsstoffe und Herstellungstechniken für die Textilien und Feinbetone sind folgende Aspekte Gegenstand der Untersuchungen

  • die mechanische Modellierung des Trag- und Verformungsverhaltens,
  • die Verbindungstechnik,
  • die Entwicklung automatisierter Herstellungsverfahren dreidimensionaler Strukturen,
  • die wirtschaftliche und ökologische Bewertung sowie
  • die Erkundung von Anwendungspotenzialen.
Die Bewehrung muss im Betonbauteil als lange Faser belastungsorientiert angeordnet sein. Dies ist bei der Vielzahl der möglichen Anwendungen nur in Form vorgefertigter textiler Halbzeuge möglich, die kostengünstig mit modernsten textilen Produktionsverfahren hergestellt werden.

In der Folge der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden in den vergangenen Jahren entsprechende Demonstrationsbauteile mit dem neuartigen Baustoff ausgeführt: Schalungssysteme, Sandwichelemente, Schallschutzelemente, Fassaden- und Brüstungselemente für Fertigteilbauweisen, Balkonfußbodenplatten sowie eine nachträgliche Verstärkung von Stahlbetonmasten und Ausführungen von Skulpturen.

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