Die Situation
Beton ist weltweit ein sehr viel genutzter Baustoff. Zur Herstellung von Beton benötigte Rohstoffe, wie beispielsweise Sand sind nicht unendlich verfügbar. Der Herstellungsprozess von Zement, einem Bestandteil von Beton, ist zudem mit einem erheblichen CO2-Austoß verbunden. Daher ist es unerlässlich, das Material sparsam zu verwenden. Um Beton in Bauwerken zu verarbeiten, wird er bewehrt, meistens mit Stahl. Das Verbundmaterial sorgt - mit der entsprechenden Menge an Ausgangsmaterial - für höchste Stabilität und lang andauernde Haltbarkeit.
Beton lässt sich deutlich schlanker und leichter auslegen, wenn man ihn statt mit Stahl mit Textilien verstärkt. Konventionelle glatte textile
Bewehrungen können ihr Potenzial bislang jedoch nicht voll ausschöpfen, da diese sich nicht absolut fest mit dem Beton verbinden lassen. Um diesen Mangel zu kompensieren, werden Textilbeton-Bauteile bislang überdimensioniert. Allerdings ist das weder nachhaltig noch kosteneffizient.
Das Projekt
Am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden wurde jetzt in einem Projekt die Textilstruktur verändert und die Festigkeit zwischen Beton und Textil deutlich erhöht. Zum Einsatz kommen dabei sogenannte profilierte Multiaxialgitter, bei denen Fasern in mehreren Richtungen übereinandergelegt und mit einer Oberflächenstruktur versehen werden, die im Beton besser hält. Die dabei genutzte Bindungstechnik basiert zum einen auf speziellen wirktechnischen Verfahren. Zum anderen wird das Profil während des Herstellungsprozesses der Bewehrungsstrukturen auf die Gelegeoberfläche geprägt.
Ein parallel dazu entwickeltes, modular nachrüstbares System zur Bestimmung der Oberflächentemperatur und Feuchtigkeit der textilen Warenbahn ermöglicht es, den Herstellungsprozess dieser neuartigen textilen Bewehrungsstrukturen zu überwachen. Dadurch können Hersteller die Qualität und die mechanischen Eigenschaften des Produkts noch besser vorhersagen.
Der Nutzen für den Mittelstand
Dank der Projektergebnisse können kleine und mittlere Unternehmen künftig die guten Eigenschaften textiler Hochleistungsverstärkungsfasern in Beton deutlich besser ausnutzen. Die Materialkosten werden reduziert und die Materialqualität erhöht. Die Qualitätsprüfung der Produkte kann verkürzt werden und somit ist der Herstellungsprozess wesentlich produktiver. Insgesamt können durch geringeren Materialeinsatz bei der Textilbewehrung und Einsparungen durch geringere Sicherheitszuschläge bis zu 18 Prozent an Kosten eingespart werden.
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Lars Hahn
lars.hahn@tu-dresden.de
+49 351 463 34869
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" 21153 BR.