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Carbon statt Stahl zur Bewehrung, Verstärkung von Betonteilen

Ohne Stahl: Erstes Haus aus Carbonbeton in Dresden
von Kartin Tominski, MDR WISSEN, 28.09.2022

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Beton mit dem darin enthaltenen Zement gilt wegen seiner hohen CO₂-Emissionen als Klimakiller, trotzdem ist er für die Baubranche unersetzlich. Hier setzt die Innovation von Forschern aus Dresden an. Sie ersetzten Stahl mit Carbon und sparen so 50 Prozent des Betonverbrauchs.
Nach 30 Jahren Forschung ist am Mittwoch das weltweit erste Haus aus Carbonbeton „Cube“ in Dresden eröffnet worden.“

Es ergibt sich somit eine Chance für klimafreundlicheres, CO2-ärmeres Bauen!

„Doch worum geht es eigentlich konkret? Häuser werden in der Regel mit Beton gebaut. Damit dieser hält und seine Form findet, werden Stahlskelette in Fußboden und Wänden installiert, die dann mit Beton ausgegossen werden. Der Stahl ist für die Haltbarkeit unersetzlich. Es gibt nur ein Problem – er kann rosten. Damit dies nicht passiert und keine Feuchtigkeit an das Stahlskelett gelangt, muss der Stahl vom Beton relativ dick ummantelt werden.
Manfred Curbach und sein Forscherteam von der TU Dresden haben jetzt „einfach“ den Stahl durch Carbon ersetzt.“
„‚Wir sparen mit Carbonbeton die Hälfte des Materials‘, erklärt Curbach. Eigentlich seien sogar bis zu 80 Prozent Beton-Einsparungen möglich. Doch dafür bedürfe es neuer Konstruktionsprinzipien, die gerade entwickelt werden.“  ……
(von Kartin Tominski, MDR WISSEN, 28.09.2022)

Was ist Carbonbeton?
von Chris Gärtner

Carbonbeton ist ein Verbundwerkstoff aus Beton und einer Bewehrung aus Kohlenstofffasern (Carbon). Die Besonderheit steckt dabei in den Carbonfasern. Bis zu fünfzigtausend dieser feinen Filamente werden zu Langfasern und anschließend zu einem Garn zusammengefasst. Die Garne werden daraufhin in einer Textilmaschine zu einem Gelege verarbeitet und mit einer Beschichtung (Tränkung) versehen.Die hochtragende, nichtrostende Bewehrung aus Carbon lässt eine Lebensdauer erwarten, die weit über den heutigen Konstruktionen aus Stahlbeton liegt und stellt somit eine rohstoffsparende Alternative im Bauwesen da.“
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Zur Herstellung von Carbon wird bisher jedoch noch Erdöl genutzt – da es momentan preiswert und im Vergleich zu den benötigten Mengen hinreichend verfügbar ist. In Zukunft könnte die Carbonherstellung aber aus Ligninen, Holzabfallprodukten, die bei der Papierherstellung übrig bleiben, erfolgen.“
(bauen-neu-denken.de)

 

Flachs statt Stahl zur Bewehrung, Verstärkung von Betonteilen

„Forschende haben untersucht, wie gut sich Flachs für die Bewehrung von Betonbauteilen eignet. Das Ergebnis ist ermutigend und könnte dazu beitragen, dass die Bauindustrie ihren CO2-Fußabdruck verringert.  …
Textile Bewehrungen aus Glas oder Carbon werden bereits seit über 20 Jahren erforscht, längst wurden die ersten Bauwerke aus Textilbeton hergestellt. Dieser hat einige Vorteile gegenüber Stahlbeton. So ist eine textile Bewehrung zum Beispiel nicht korrosionsanfällig, so dass sich die Betondeckung auf ein Minimum reduzieren lässt. Bei Stahlbeton beträgt sie mehrere Zentimeter, bei Textilbeton wenige Millimeter. Das ermöglicht schlankere Bauteile bei gleicher Tragfähigkeit und weniger Betonverbrauch. …
Oft hat eine textile Bewehrung eine höhere Tragfähigkeit als Bewehrungsstahl, bei einer Carbonbewehrung ist sie zum Beispiel sechsmal so hoch, dazu ist noch viermal leichter. Eine textile Bewehrung besitzt zudem eine hohe Flexibilität, was die Herstellung von verschiedenen Formen und Krümmungen ermöglicht. Textilbeton lässt sich zudem recht erfolgreich bei Sanierungen einsetzen – zum Beispiel für Brücken oder Fassaden.“
(Auf den Flachs gekommen: Betonbewehrung mit Naturfasern, Dominik Hochwarth, Ingeniuer.de)

 

„Roboter fertigt Gebäude aus Naturfasern

Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen am Bau steckt noch in den Kinderschuhen. Wie hier die Zukunft aussehen könnte, zeigt ein Projekt der Universitäten Freiburg und Stuttgart. Durch Verarbeitung von Naturstoffen mit digitalen Technologien entstand eine einzigartige bioinspirierte Architektur. ….
Flachs ist im Gegensatz zu Glas- oder Kohlenstofffasern regional verfügbar, er wächst auf unseren Feldern. Seine Fasern sind biologisch abbaubar – ideal für die Entwicklung ressourcenschonender Alternativen in der Bauindustrie. Punkten kann die Pflanze zudem im Bereich Leichtbau, wodurch sich auch der ökologische Fußabdruck der Gebäude deutlich verringert. ….“
(Bionik für ressourceneffizientes Bauen 19. Jul 2021 Von Bettina Reckter , vdi Nachrichten)

 

Bauen mit Flachsfasern: Der livMatS Pavillon in Freiburg

„Auf der Suche nach ökologischen und effizienten Bauweisen erinnert man sich wieder an die Naturfaser Flachs. In einem Forschungsprojekt wurde ein erster Pavillon digital entworfen und vom Roboter gesponnen. ….
Es ist erstaunlich: Während in der Baubranche seit vielen Jahren von der Notwendigkeit gesprochen wird, ressourcenschonend zu bauen, sieht die Realität allzu oft anders aus. Kaum ein Bauwerk kommt nach wie vor etwa ohne den Einsatz von Beton aus, dessen Herstellung, Verarbeitung und spätere Entsorgung bei der Klimabilanz keine besonders gute Figur macht. Auch zahlreiche andere Materialien (Stahl, Aluminium, Kunststoffe, Dämmmaterial,…), die nicht nur in ihrer Herstellung, sondern auch in der späteren Entsorgung energieintensiv und problematisch sind, gehören noch zum Standardrepertoire. Immerhin ist das Interesse an Baustoffalternativen in den letzten Jahren merklich gestiegen, etwa am Holz, das regenerativ produziert werden und (bei entsprechender Planung) am Ende sortenrein weiterverarbeitet werden kann. …
(Thomas Geuder, Bauen mit Flachsfasern, DAB – Deutsches Architektenblatt)