Textilbeton

Alternativen zum Stahlbeton

Alternativen zur Stahlbewehrung sind gefragt. Selbst bei sorgfältigster Verarbeitung lassen sich die Alterungsprozesse nicht aufhalten, die die Chemie von Stahl und Beton zusammen mit Wettereinflüssen zwangsläufig in Gang setzt. Wie umgehen, mit all dem korrodierenden Stahlbeton, aus dem unsere Häuser und wichtige Infrastrukturen errichtet sind? Textilbeton ist korrosionsbeständig und wird schon heute zur Instandhaltung von Stahlbetonbauten eingesetzt. Der Begriff fasst Verbundwerkstoffe zusammen, die aus einer Betonmatrix und einer textilen Bewehrung bestehen, die meist aus Glas- oder Carbonfasern hergestellt wird.

Gallerie

Zusammensetzung

Die technischen Textilien werden zur Aufnahme von Zugkräften eingesetzt und ersetzen damit die Stahlbewehrung im Beton. Im Vergleich zu den üblichen Stahlbewehrungsmatten sind die textilen Bewehrungsmatten engmaschiger, dünner und flexibler. Außerdem sind die beständiger. Wegen genau dieser Eigenschaft kann die Betondeckung auf ein für den Verbund erforderliches Minimum reduziert werden. In der Folge sind deutlich geringere Bauteildicken möglich als bei der Verwendung von Stahlbeton.

Als Materialien bewährt haben sich vor allem alkaliresistentes Glas und Carbon. Geforscht wird außerdem an Textilbetonen mit Aramid-, Basalt- und Flachsfasern. Zusätzlich sind Beschichtungen aus erdölbasierten Kunststoffen nötig. Entscheidend für die Wahl der Körnung ist die Maschenweite des Bewehrungstextils, da dieses sicher ummantelt werden muss. Aber auch die geringeren Bauteildicken erfordern eine Anpassung der Betonzusammensetzung. Vor allem das Größtkorn der Gesteinskörnung muss kleiner sein. Die Bewehrungstextilien umschließt in der Regel ein fließfähiger, hochfester Beton mit einem Größtkorn von bis zu acht Millimetern. Insbesondere bei Sanierungsarbeiten wird Feinbeton, sprich zementbasierten, gefügedichten Mörteln, mit einem Korndurchmesser von einem Millimeter oder kleiner verwendet. Durch den Stahlverzicht kann auch der ph-Wert des Betons herabgesenkt werden. Das heißt, es kommen andere Bindemittel als Zement in Frage.

Gallerie

Herstellung

Hohe Temperaturen und mehrstufige, chemische Prozesse mit zum Teil hohen Wasserverbrauch sind erforderlich, um die mineralischen oder fossilen Rohstoffe zu Fasern und Geweben zu verarbeiten. Die Herstellungsprozesse der für die Bewehrung nötigen Fasern unterscheiden sich, abhängig vom Material. 

Um die fertigen, gitterartigen Matten je nach Kraftrichtung im künftigen Bauteil präzise auszurichten, ist Handarbeit erforderlich. Auch das Ummanteln mit Beton geschieht nur teilweise automatisiert. Im Fertigteilbau, etwa bei Fassadenplatten, werden Schalungen verwendet. Die zwei dabei hauptsächlich eingesetzten Arbeitsverfahren sind Spritzen und Gießen.

Gallerie

Bei Instandsetzungen werden Feinbeton und textile Bewehrung lagenweise appliziert. Begonnen wird mit einer dünnen Schicht Feinbeton, die auf den Bestand aufgetragen wird, zum Beispiel mit Spritzdüsen. Dann folgt die erste Bewehrungslage und anschließend die nächste Feinbetonschicht. In dieser Reihenfolge werden weitere Lagen aufgetragen, abhängig von der erforderlichen Ertüchtigung. Ganz ähnlich funktioniert das Nassspritzverfahren auch bei Neubauten: Wiederum mit Düsen werden zunächst wenige Millimeter dünne Schichten des Betons auf die Schalung aufgespritzt, dann eine Bewehrungsmatte positioniert und darauf die nächste Betonschicht aufgetragen.

Eigenschaften

Textile Bewehrungen sind im Gegensatz zur Stahlbewehrung nicht korrosionsempfindlich. Die Matten, Gewebe oder Gelege benötigen daher eine wesentlich geringere Betonüberdeckung. In Kombination mit der gegenüber Stahlbewehrungen wesentlich höheren Zugfestigkeit ist es folglich möglich, neue Bauteile schlanker zu dimensionieren oder bestehende Tragwerke materialsparsam zu verstärken. Durch die erhöhte Lebensdauer und die Schlankheit der Bauteile kann außerdem eine große Menge Beton eingespart werden.

Gallerie

Textilbeton in der Praxis

Mit Textilbeton lässt sich die Traglast einer Konstruktion erhöhen, gleichzeitig können Verformungen begrenzt und Rissbreiten verringert werden. Die Verstärkung kann in dünnen Schichten auf bestehende Betonbauteile aufgetragen werden, da die Überdeckung der textilen Bewehrung nur etwa fünf bis zehn Millimeter betragen muss. Zudem können dank der Verformbarkeit des Textils auch Bauteile mit ungewöhnlichen Formen ertüchtigt werden. Die Matrix, in die das Gewebe eingebettet wird, ist in der Regel ein Feinbeton.

Aufgrund des geringen Materialeinsatzes bei gleichzeitig hohem bauphysikalischen Leistungsprofil eignet sich Textilbeton als Material für Vorhangfassadenplatten. Auch Sandwichpaneele sind erhältlich. Die Dämmschicht befindet sich dabei entweder zwischen zwei Textilbetonschalen oder zwischen einer tragenden Stahlbeton- und einer äußeren Textilbetonschale. Ein Beispiel, bei dem letztere verbaut wurden, ist das Bürohaus Eastside VIII in Mannheim. Für das verwendete Produkt, bei dem ein Schubgitter aus epoxidharzgetränkten Glasfasertextil die beiden Schalen verbindet, konnte inzwischen eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erwirkt werden. Diese erlaubt den Einsatz als tragendes aussteifendes oder nicht tragendes Außenwandbauteil in nicht hinterlüfteten Fassadenkonstruktionen.

Grundsätzlich sind textile Bewehrungen prädestiniert für die Herstellung von frei geformten Betonbauteilen. Um Kräfte in beide Richtungen aufnehmen zu können, werden bei 3D-Formen in der Regel zwei textile Gittermatten biaxial miteinander verbunden. Anschließend lässt sich das Gelege in die gewünschte Form bringen und verharzen. Robotergestützte digitale Fertigungsmethoden, die Verwendung von textilen Bewehrungen bei 3D-Druckverfahren und weitere Anwendungsmöglichkeiten werden im Moment von verschiedenen Forschungsteams untersucht. Ebenso werden weitere Einsatzgebiete für Textilbeton erprobt, etwa als tragende Fertigteile oder als Material im Brückenbau.

Gallerie

Weiterverwendung

Aufgrund der ausbleibenden Korrosion könnten Bauteile aus Textilbeton viele Jahrzehnte länger halten als solche aus Stahlbeton. Was aber passiert mit dem Textilbeton, wenn ein Gebäude abgerissen wird? Der Beton selbst lässt sich im Idealfall zerkleinern und kann dann als Gesteinskörnung für Recycling-Beton oder für Erd- und Straßenbaumaßnahmen verwendet werden. Ein großes Problem ist die Weiterverwendung der Kunststofffasern: Heutzutage werden sie in der Regel verbrannt, wobei sie für die Energieerzeugung nicht sehr ergiebig sind und außerdem viele schädliche Gase erzeugt werden. An der TU Dresden wird an einem Wiederaufbereitungsprozess für Carbonfasern gearbeitet, der jedoch ebenfalls enorme Mengen Energie und die Zugabe weiterer Kunststoffe erfordert.

Fachwissen zum Thema

Die Bewehrung geht einen Verbund mit dem Beton ein, um dessen Tragwirkung zu verstärken.

Die Bewehrung geht einen Verbund mit dem Beton ein, um dessen Tragwirkung zu verstärken.

Bewehrung

Aufgaben der Bewehrung

Die Bewehrung sorgt dafür, das Betonbauteile nicht nur Druck-, sondern auch Zugkräfte aufnehmen können.

Hochfester Stahlfaserbeton

Hochfester Stahlfaserbeton

Betonarten

Faserbeton

Faserbetone enthalten Fasern aus Stahl, Kunststoff oder Glas, um den Baustoff zu verstärken. Diese Vorgehensweise hat sich bereits...

Nur eine vollständige Betonumhüllung schützt die Bewehrung vor Korrosion

Nur eine vollständige Betonumhüllung schützt die Bewehrung vor Korrosion

Eigenschaften

Korrosionsschutz

Die Bewehrung von Stahlbetonteilen ist durch die vollständige Umhüllung von Beton geschützt. Bei der Hydradation des Zements...

Textilbewehrungen erlauben dünnwandige Bauteile auszubilden, da die nicht-rostenden Matten verglichen mit Stahlbewehrungen eine deutlich geringere Betondeckung benötigen.

Textilbewehrungen erlauben dünnwandige Bauteile auszubilden, da die nicht-rostenden Matten verglichen mit Stahlbewehrungen eine deutlich geringere Betondeckung benötigen.

Bewehrung

Textilbewehrung

Anders als Stahlbewehrungen rosten die Gelege aus Carbon-, Glas oder Basaltfasern nicht.

Bauwerke zum Thema

Fußgängerbrücke aus textilbewehrtem Beton

Fußgängerbrücke aus textilbewehrtem Beton

Öffentlicher Raum

Fußgängerbrücke in Oschatz

Die 4. Sächsische Landesgartenschau findet auf einer Ausstellungsfläche von 20 Hektar in Oschatz statt. Die Preisträger des...

Spektakuläre Architektur in 2.275 Metern Höhe

Spektakuläre Architektur in 2.275 Metern Höhe

Freizeit/​Sport

Messner Mountain Museum Corones auf dem Kronplatz

Mehr Urlauber in den Sommermonaten – mit diesem Ziel gab der Tourismusverband der Südtiroler Ferienregion Kronplatz das Messner...

Tipps zum Thema

An diesen Materialproben im Vergleich, Stahlbeton und Carbonbeton in zwei Varianten, wird deutlich, wieviel Material künftig gespart werden kann

Forschung

Forschungsprojekt zur Etablierung von Carbonbeton

Stahlbeton ist mit über 100 Millionen verbauten Kubikmetern im Jahr der in Deutschland am meisten verwendete Baustoff. Seit jeher...

Prototyp einer naturfaserverstärkten Betonbrücke auf der Bau 2019

Forschung

Textilbeton mit Flachs

Unter Textilbeton versteht man für gewöhnlich einen Beton, der mit Geweben aus Carbon oder Glasfaser verstärkt ist. Ein...

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de
BauNetz Wissen Beton sponsored by:
Deutsche Zement- und Betonindustrie vertreten durch das
InformationsZentrum Beton | Kontakt 0211 / 28048–1 | www.beton.org
Zum Seitenanfang

Beton nach Norm

Bemessung und Konstruktion sind Gegenstand von Teil 1 der DIN 1045.

Bemessung und Konstruktion sind Gegenstand von Teil 1 der DIN 1045.

Die insgesamt siebenteilige DIN 1045 regelt unter anderem Anforderungen an Ausgangsstoffe, Zusammensetzungen, Eigenschaften und Kriterien zum Einbau von Beton.

Beton-Klassifizierung

Umwelteinwirkungen sowie bestimmte Eigenschaften von Frisch- und Festbeton sind der Ausgangspunkt für die Klasseneinteilung des Betons nach DIN EN 206 und DIN 1045-2.

Umwelteinwirkungen sowie bestimmte Eigenschaften von Frisch- und Festbeton sind der Ausgangspunkt für die Klasseneinteilung des Betons nach DIN EN 206 und DIN 1045-2.

Umwelteinwirkungen sowie bestimmte Eigenschaften von Frisch- und Festbeton sind der Ausgangspunkt für die Klasseneinteilung des Betons nach Norm.

Beton: Festlegung nach Eigenschaften oder nach Zusammensetzung

Beton nach Norm lässt sich nach Eigenschaften oder nach Zusammensetzung festlegen. Relevant sind diese Kategorien vor allem bei der Bestellung von Transportbeton im Werk.

Beton nach Norm lässt sich nach Eigenschaften oder nach Zusammensetzung festlegen. Relevant sind diese Kategorien vor allem bei der Bestellung von Transportbeton im Werk.

Was ist der Unterschied zwischen einem „Beton nach Eigenschaften“ und einem „Beton nach Zusammensetzung“ und wo liegen jeweils die Verantwortlichkeiten?

Betonarten nach Druckfestigkeit

Die Eigenschaften des Zements und der Wasserzementwert bestimmen maßgeblich die Druckfestigkeit des Betons.

Die Eigenschaften des Zements und der Wasserzementwert bestimmen maßgeblich die Druckfestigkeit des Betons.

Abhängig von Zementeigenschaften und Wasserzementwert

Betonarten nach Einsatzbereich

Für Böden wird oft ein spezieller Estrichbeton verwendet, der sich aus Zement, verschiedenen Gesteinsmehlen und Körnungen, eventuell Farbpigmenten, Schwindreduzierer und Faserbewehrung zusammensetzt

Für Böden wird oft ein spezieller Estrichbeton verwendet, der sich aus Zement, verschiedenen Gesteinsmehlen und Körnungen, eventuell Farbpigmenten, Schwindreduzierer und Faserbewehrung zusammensetzt

Betone, die bestimmten Beanspruchungen ausgesetzt sind, müssen durch ihre Beschaffenheit ihrer Bestimmung gerecht werden:Estrichbe...

Betonarten nach Rohdichte

Leichtbeton an einem Einfamilienhaus in Chur; Architekt: Patrick Gartmann

Leichtbeton an einem Einfamilienhaus in Chur; Architekt: Patrick Gartmann

Die Verwendung von Beton setzt die jeweilige Erfüllung seiner beabsichtigten Funktion am Bauwerk voraus. Diese können hohe...

Betonarten nach Verarbeitung

Fassadenfertigteile am Berliner Naturkunde schließen an das bestehende Mauerwerk an

Fassadenfertigteile am Berliner Naturkunde schließen an das bestehende Mauerwerk an

Genormte Betonbezeichnungen geben Informationen über die Herstellung/Verarbeitung und die Eigenschaften bzw. den Anwendungsbereich...

Dämmbeton

Aus Dämmbeton wurde die Villa des einstigen Bauhaus-Direktors Walter Gropius in Dessau rekonstruiert

Aus Dämmbeton wurde die Villa des einstigen Bauhaus-Direktors Walter Gropius in Dessau rekonstruiert

Leichtbetone, mit denen monolithische Wandkonstruktionen erzielt werden können und die eine ausreichende Wärmedämmung gewährleisten, werden als Dämm- oder Isolationsbeton bezeichnet.

Dränbeton

Im erhärteten Dränbeton befinden sich größere, untereinander verbundene Hohlräume

Im erhärteten Dränbeton befinden sich größere, untereinander verbundene Hohlräume

Dränbeton ist ein haufwerksporiger Beton, der als Deckschicht zur Entwässerung und Lärmminderung im Straßenbau eingesetzt wird. Er...

Faserbeton

Hochfester Stahlfaserbeton

Hochfester Stahlfaserbeton

Faserbetone enthalten Fasern aus Stahl, Kunststoff oder Glas, um den Baustoff zu verstärken. Diese Vorgehensweise hat sich bereits...

Feuerbeton

In der Eisen- und Schwerindustrie wird feuerfester Beton eingesetzt

In der Eisen- und Schwerindustrie wird feuerfester Beton eingesetzt

Ist der Baustoff Beton einem Brand oder sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, so treten im Material hohe thermische Spannungen auf,...

Infraleichtbeton

Bei Leichtbetonen mit einem Gewicht unter 800 kg/m³ spricht man von Infraleichtbeton.

Bei Leichtbetonen mit einem Gewicht unter 800 kg/m³ spricht man von Infraleichtbeton.

Mit Dämmbetonen unter 800 kg/m³ lassen sich monolithische Wände errichten, die bei nur etwa 50 cm Dicke die Anforderungen des GEG erfüllen.

Leicht verarbeitbarer Beton (LVB)

Die nur 15 mm starke Sichtbetonvorsatzschale des Maison du Béton in Zwickau besteht aus leicht verarbeitbarem Beton

Die nur 15 mm starke Sichtbetonvorsatzschale des Maison du Béton in Zwickau besteht aus leicht verarbeitbarem Beton

Die Verarbeitungseigenschaften von Transportbeton begrenzen häufig die Gestaltungsfreiheit in der Architektur. Schlanke Bauteile,...

Leichtbeton

Gefügedichter Leichtbeton

Gefügedichter Leichtbeton

Alle gefügedichten Betone, deren Rohdichte kleiner ist als 2.000 kg/m³, gelten als Leichtbetone. Technisch möglich ist Leichtbeton...

Lichtdurchlässiger Beton

Die Idee für diesen Baustoff hatte der ungarische Architekten Aron Losonczi

Die Idee für diesen Baustoff hatte der ungarische Architekten Aron Losonczi

Lichtdurchlässiger Beton, auch Lichtbeton genannt, wird aus feinkörnigem Beton und Glasfasermatten hergestellt, die schichtweise...

Normalbeton

Normalbeton

Die Trockenrohdichte von Normalbeton beträgt über 2.000 kg/m³ bis zu 2.600 kg/m³. Werden keine näheren Angaben gemacht, kommt...

Polymerbeton und Geopolymerbeton

Bei Polymerbeton wird die Gesteinskörnung zum Beispiel mit Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyurethan gebunden.

Bei Polymerbeton wird die Gesteinskörnung zum Beispiel mit Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyurethan gebunden.

Beton ohne Zement und klassische Gesteinskörnung? Kunstharze, recycelter Bauschutt und Nebenprodukte aus Industrie und Bergbau können wirkungsvolle Alternativen sein.

Recyclingbeton

Gesteinskörnung

Gesteinskörnung

Aus Bauschutt rezyklierte Gesteinskörnungen können bei der Herstellung von Beton verwendet werden und dadurch einen Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen leisten.

Schleuderbeton

Schleuderbetonstützen im Lufthansa Aviation Center in Frankfurt von Ingenhoven Architekten, Düsseldorf

Schleuderbetonstützen im Lufthansa Aviation Center in Frankfurt von Ingenhoven Architekten, Düsseldorf

Eine Methode zur Herstellung von Bauteilen mit zentralsymmetrischem Querschnitt, wie z.B. Betonrohre, Masten, Pfähle, Pfeiler und...

Schwerbeton

Schwerbetonwände von teils 1,85 Meter Dicke im Marien Hospital Düsseldorf

Schwerbetonwände von teils 1,85 Meter Dicke im Marien Hospital Düsseldorf

Beton mit einer Trockenrohdichte von mindestens 2.600 kg/m³ wird als Schwerbeton bezeichnet. Ausschlaggebend für die hohe Dichte,...

Selbstreinigender Beton

Insbesondere für weiße Betonelemente, wie hier am Paul-Löbe-Haus in Berlin, ist der Einsatz selbtreinigender Zusatzstoffe sinnvoll

Insbesondere für weiße Betonelemente, wie hier am Paul-Löbe-Haus in Berlin, ist der Einsatz selbtreinigender Zusatzstoffe sinnvoll

Bei der Entwicklung von Materialien mit Besonderheiten, wie z.B. sogenannte selbstreinigende Oberflächen, gibt es zwei...

Selbstverdichtender Beton (SVB)

Holocaust-Mahnmal in Berlin, Architekten: Peter Eisenman, New York

Holocaust-Mahnmal in Berlin, Architekten: Peter Eisenman, New York

Selbstverdichtender Beton (SVB) ist ein Hochleistungsbeton, der sich durch seine große Fließfähigkeit auszeichnet und dessen...

Sichtbeton

Mercedes-Benz-Museum in Stuttgart; Architekten: UN Studio

Mercedes-Benz-Museum in Stuttgart; Architekten: UN Studio

Was ist bei der Ausschreibung von Sichtbetonflächen relevant, welche grundsätzlichen Regeln zur Zusammensetzung und Schalung gibt es und was ist bei der Beurteilung zu beachten?

Spannbeton

In Spannbeton ausgeführter Vorlandbrückenbereich der Metro-Brücke über das Goldene Horn (Entwurf: Michel Virlogeux; Ausführung: Hakan Kiran; Tragwerksplanung: Wiecon)

In Spannbeton ausgeführter Vorlandbrückenbereich der Metro-Brücke über das Goldene Horn (Entwurf: Michel Virlogeux; Ausführung: Hakan Kiran; Tragwerksplanung: Wiecon)

Der Spannbeton unterscheidet sich vom Stahlbeton dadurch, dass der Stahleinlagen im unbelasteten Zustand vorgespannt, sprich...

Stampfbeton

Bruder-Klaus-Kapelle in Wachendorf von Peter Zumthor

Bruder-Klaus-Kapelle in Wachendorf von Peter Zumthor

Die handwerklich geschichtete Bauweise wirkt archaisch und ist beliebt. Da die Bewehrung fehlt, meist jedoch nur bei nicht tragenden Bauteilen.

Textilbeton

Bei der Herstellung von Textilbeton werden Fasern in Form von Matten, Gelegen oder Geweben in den Beton integriert.

Bei der Herstellung von Textilbeton werden Fasern in Form von Matten, Gelegen oder Geweben in den Beton integriert.

Der Verbundwerkstoff ist korrosionsunempfindlich und erlaubt eine Menge Beton einzusparen. 

Ultrahochleistungsbeton

Mit Hochleistungsbeton lassen sich Bauteile deutlich filigraner gestalten, sodass sich Material und damit auch Energie einsparen lassen.

Mit Hochleistungsbeton lassen sich Bauteile deutlich filigraner gestalten, sodass sich Material und damit auch Energie einsparen lassen.

Entscheidend für die Leistungsfähigkeit des Baustoffs ist das dichte Gefüge, das mit einer guten Verarbeitbarkeit einhergehen muss.

JETZT REGISTRIEREN

Digitales Fachwissen zum Bauen mit Beton: www.beton-webakademie.de

Partner-Anzeige