In Textilbeton kommen üblicherweise Carbon-, Glasfaser- oder Kunststoffgewebe zum Einsatz. Bisher. Denn Wissenschaftler des Fraunhofer WKI in Braunschweig haben begonnen, diese durch ein Textil zu ersetzen, das auf nachwachsenden Rohstoffen basiert.
Ein Flachsgewebe in einer Leinwandbindung.
Jana Winkelmann
Als Fasermaterialien im Textilbeton kommen alkalibeständige Materialien mit ausreichend hoher Steifigkeit und Festigkeit in Frage, schreiben Silke Scheerer, Harald Michler und Manfred Curbach im Springer-Fachbuch "Handbuch Brücken", Kapitel "Brückenbau auf dem Weg vom Altertum zum modernen Brückenbau. Aktuelle Entwicklungen". Beide Anforderungen würden zum Beispiel alkaliresistente (AR-) Glasfasern und Carbon erfüllen, die aktuell hauptsächlich verwendet würden. Das war 2014.
Im Textilbeton wird die Stahlbewehrung durch alkaliresistente Textilien ersetzt, heißt es auch im Kapitel "Abdichtungen mit Betonkonstruktionen" des Springer-Fachbuchs "Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung" (Abschnitt 16.4). Wegen der Korrosionsanfälligkeit von Stahlbeton. Zudem, so heißt es in dem Kapitel weiter, sei die Herstellung dünnwandiger Bauteile bis auf etwa drei bis vier Zentimeter Dicke mit Textilbeton möglich. Und er verfüge über eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe. So ist beispielsweise das Bauen von filigranen Leichtbauten möglich.
Verbesserung der CO2-Bilanz von Textilbeton
Doch Inzwischen versuchen Forscher, diese Carbon-, Glasfaser- oder Kunststoffgewebe durch ein Textil zu ersetzen, das auf nachwachsenden Rohstoffen basiert und so die CO2-Bilanz des Betons bei gleicher Performance verbessert. Das Wissenschaftlerteam des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI setzt dabei auf Flachs – detailliert beschrieben im Kapitel "Faserpflanzen im Bauwesen" des Springer-Fachbuchs "Natürliche und pflanzliche Baustoffe".
Flachs lässt sich im Spinn- oder Webverfahren weiterverarbeiten. Je nach Bauteilanforderung ergänzen die Forscher ihn dann noch durch einzelne Stränge aus Polymerfaser. So kreieren sie ein Mixgewebe – gewebt mit einer in Europa einzigartigen Doppelgreifer-Webmaschine mit Jaquardaufsatz. Diese Maschine kombiniert herkömmliche mit nachhaltigen Materialien.
Damit das so entstandene Gewebe nicht verwittert, wird es zum einen mit natürlichen Harzen modifiziert, zum anderen kommt ein Hochleistungsbeton zum Einsatz, dessen Gefügedichtheit die Fasern praktisch vollständig vor schädlichen Einflüssen schützt, heißt es.
Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten
Generell wird das Flachstextil lagenweise in das jeweilige Bauteil eingebracht – wie von Textibeton bekannt, sind auch hier gekrümmte oder gerundete Formen möglich. Anschließend wird der flüssige Beton, eine Eigenentwicklung des Zentrums für leichte und umweltgerechte Bauten, auf das Textil gegossen. "Der Textilbeton aus Flachs ist höherwertiger als der in Stahlbetonbrücken verbaute Beton. Die Matrix, also das Gefüge, ist so dicht, dass schädliche Substanzen nicht in den Baukörper eindringen können. Somit ergibt sich eine deutlich höhere Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten", sagt Jan Binde, Wissenschaftler im Zeluba.
Zum Einsatz könnte das Material zum Beispiel bei Brückensanierungen kommen. "Eine Stahlbetonbrücke mit einer Spannweite von 15 Metern wäre etwa 35 bis 40 Zentimeter dick, das Pendant aus Flachs hingegen würde mit zwölf bis 16 Zentimeter deutlich flacher ausfallen", sagt Binde. Neben der weiteren Optimierung ihres Textilbetons arbeitet das Team an einer bauaufsichtlichen Zulassung, die derzeit noch aussteht.