Textilbewehrung

Textilbewehrter Beton

Textilbewehrter Beton, eine fortschrittliche Alternative zu traditioneller Stahlbewehrung, zeichnet sich durch seine Verwendung in Konstruktionen aus, die sowohl hohe Druck- als auch Zugkräfte aushalten müssen. Während Beton ausgezeichnete Druckfestigkeiten aufweist, ist er bei Zugbeanspruchungen schwach. Traditionelle Bewehrungsmethoden nutzen in der Regel Stahlmatten, aber textilbewehrter Beton verwendet Gewebe aus alkaliresistenten Glas- oder Carbonfasern, die mit Polymeren beschichtet sind.
 

Nachteile der Stahlbewehrung

Stahlbewehrung kann Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen unterliegen und muss daher durch eine ausreichende Betonabdeckung geschützt werden, die üblicherweise zwischen 2,5 cm und 5 cm liegt. Diese Schutzmaßnahme führt jedoch zu einem erhöhten Betonverbrauch, was die Konstruktionen schwerer und umweltbelastender macht.
 

Eigenschaften der Textilbewehrung

Im Gegensatz zu Stahlmatten sind textile Bewehrungen feinmaschiger, dünner und flexibler, was ihre Langlebigkeit durch Korrosionsbeständigkeit erhöht. Bewährte Materialien umfassen alkaliresistentes Glas, Basalt und Carbon. Carbonfasern bieten besonders hohe Steifigkeiten und Zugfestigkeiten. Die Faserdurchmesser variieren zwischen 5 und 20 μm. Forschungen zu Textilbewehrungen umfassen auch Aramid- und Flachsfasern.
 

Herstellungsprozess

Die Produktion textiler Fasern erfordert komplexe, mehrstufige chemische Prozesse:
 

• Glasfasern: Die Herstellung beginnt mit dem Schmelzen verschiedener Metalloxide in Ofenkammern, gefolgt von der Extraktion von Einzelfasern, die zu Rovings gebündelt werden.
• Carbonfasern: Sie werden durch die Pyrolyse von Polyacrylnitril (PAN), gewonnen aus Propen (ein Nebenprodukt der Erdölverarbeitung), hergestellt. Die PAN-Fasern werden in einem Nassspinnverfahren verarbeitet, wobei ein Koagulationsbad die Bildung von Filamenten unterstützt. Diese werden später bei hohen Temperaturen zu Carbonfasern pyrolysiert.

Vom Roving zum tragfähigen Gelege

Rovings, die aus Tausenden von Einzelfasern bestehen, werden maschinell in verschiedenen Richtungen ausgelegt und mittels Wirkfaden zu einem Gelege verbunden. Um die mechanischen Eigenschaften zu optimieren, werden die Gelege mit Polymeren wie Epoxidharzen oder Acrylaten getränkt. Diese Tränkung verbessert nicht nur die Tragfähigkeit, sondern auch die Beständigkeit der Fasern gegen die alkalischen Bedingungen im Beton.

Durch die Integration von Textilbewehrungen in Betonbauteile können Konstrukteure dauerhaftere, leichtere und umweltfreundlichere Bauwerke realisieren, die traditionelle Stahlbewehrungsmethoden in vielen Aspekten übertreffen.