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Sortenreine 3D Textilien zur Betonarmierung

Nachhaltiges Bauen, Klimaschutz durch geringere CO2-Emissionen, Materialeffizienz und Ressourcenschonung sowie Ressourcenerhalt gewinnen bei Neubau und Sanierung immer mehr an Bedeutung. Einen zukunftsweisenden Beitrag kann hier Textilbeton als ökologischer, umweltfreundlicher, recyclebarer und langlebiger Verbundwerkstoff leisten, der sowohl bei der bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung als auch im Neubau neue Möglichkeiten bietet. Die Firma V. Fraas Solutions in Textile GmbH hat nun sortenreine 3D Textilien zur Betonarmierung im Sortiment, wodurch das Recycling noch weiter verbessert und vereinfacht wird. Darüber hinaus können durch die Textilbewehrung höhere Kräfte in x-, y- und z-Richtung aufgenommen werden können – ein wichtiger Aspekt bei der Sanierung von Betonbewehrungen. Mit der Marke Tudalit® wurde nun die erste allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für Textilbeton erteilt.

Schlanke Verstärkung im Betonbau mit Textilbewehrung (Foto: TU Dresden)

Bei der Suche nach nachhaltigen Lösungen für die Sanierung und Instandhaltung der Bausubstanz birgt sortenreiner 3D Textilbeton Potenzial, um die von Korrosion bedrohten Betonarmierungen langlebig, wartungsarm, umweltfreundlich und Ressourcen schonend ersetzen zu können. Der Vorteil von textilen Bewehrungen liegt in der Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit, was eine oberflächennahe Positionierung ermöglicht. Durch die Verwendung nicht korrodierender Textilien entfällt die Notwendigkeit einer großen Betonüberdeckung, wie im Stahlbeton üblich, so dass ein hoher Verstärkungsgrad bei einer geringen Betonüberdeckung von ca. 5-10 mm erreicht werden kann. Die damit einhergehenden Gewichts- und Materialeinsparungen erleichtern den Transport und die Montage. Außerdem ergeben sich daraus auch ökologische Vorteile: Weil bis zu 80 Prozent des bei Stahlbeton üblichen Materialeinsatzes entfallen, werden bei der Herstellung Ressourcen und Energie gespart sowie weniger CO2-Emissionen freigesetzt. Das gilt darüber hinaus auch für den Transport und den Rückbau. Zudem ermöglichen die Textilbewehrungen durch ihre gute Drapierbarkeit eine freie Formgebung und somit erweiterte gestalterische Möglichkeiten.

Beide: Denkmalgeschütztes Stahlbeton-Tonnendach in Zwickau mit Textilbeton (Foto: TU Dresden)

Bei 3D Textilbewehrungen für Beton handelt es sich um 3D biaxiale Abstandsgewirke, bei denen zwei biaxiale Gitter, sogenannte Grids, aus alkaliresistentem AR-Glas oder beispielsweise Carbon, Basalt, Aramid usw. durch Polfäden drucksteif miteinander verbunden sind. Dabei lassen sich die Distanz der Gitter und die Dichte der Polfäden variieren. Die bisherigen Grids aus AR-Glas oder Carbon sind mit Fremdfasern wie Polypropylen oder Polyester in der Polkette verbunden. Ab sofort können die Verbindungsfäden und Polfäden aus demselben Ursprungsmaterial wie in den Bewehrungslagen eingebracht werden.

CAD Simulation eines sortenreinen 3D biaxialen Abstandsgewirks aus AR-Glas zur Betonarmierung (Rendering: V. Fraas Solutions in Textile)

Dieses sortenreine 3D Textil bietet gleich mehrere Vorteile: Zum einen wird das Recycling vereinfacht. Kunststoffe sortenrein zu trennen, ist eine zentrale Aufgabe im Recycling. Bei den bisherigen, nicht sortenreinen Polfasern mussten verschiedene polymere Stoffe beim Recyclingprozess abgetrennt werden. Dies bedeutet einen höheren Aufwand – beginnend bei der Zerkleinerung und Siebung bis hin zu Waschprozessen und der Sortierung. Dieser Aufwand zur Aufbereitung und Zurückgewinnung  entfällt bei sortenreinen Abstandsgewirken, wodurch umweltbewusstes und ökologisches Denken unterstützt wird. Ein weiterer Vorteil der Sortenreinheit von 3D Textilien zur Betonarmierung liegt darin, dass gleiches Material in x-, y- und z-Richtung vorliegt und somit höhere Kräfte in allen drei Richtungen aufgenommen werden können. Das bedeutet, dass neben Zug- und Druckkräften auch Querzugkräfte aufgenommen werden können.

Leistungsfähiger Verbund aus Feinbeton und Carbon (Foto: TU Dresden)

Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) hat nun Textilbeton der Marke TUDALIT® zugelassen und damit die erste allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für Textilbeton erteilt. Dieser darf zur Verstärkung von Stahlbetonbauwerken im Innenbereich, insbesondere zur Biegeverstärkung in der Zugzone bei vorwiegend ruhender Belastung verwendet werden. Es handelt sich um einen Bausatz, der aus der Textilbewehrung des Herstellers V. Fraas Solutions in Textile GmbH sowie dem Feinbeton Tudalit. Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit bei geringem Eigengewicht, relativ geringer Material- und Energieeinsatz, eine gute CO2-Bilanz sowie einfache Recyclebarkeit sind Eigenschaften eines zukunftsweisenden Werkstoffs.

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