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Besonderer Baustoff

Ohne Stahlbeton geht im Bausektor so gut wie nichts. In Riesas Nachbarstadt wird an einer Alternative geforscht.

Hier schauen Birgit Zocher (links) und Matthias Schurig, die beiden Geschäftsführer des Betonwerkes Oschatz, durch ein Fenster eines Betonteils, aus dem noch das Carbon herausragt. Die Platte ist mit drei Zentimetern Stärke viel dünner als Stahlbeton.
Hier schauen Birgit Zocher (links) und Matthias Schurig, die beiden Geschäftsführer des Betonwerkes Oschatz, durch ein Fenster eines Betonteils, aus dem noch das Carbon herausragt. Die Platte ist mit drei Zentimetern Stärke viel dünner als Stahlbeton. © Bildrechte: Christian Kluge

Oschatz. Wer im Betonwerk Oschatz dem Roboterarm zuschaut, wie er Carbonfäden zu einem größeren Geflecht formt, wird erst mal nicht glauben, dass dieser Prototyp die Baubranche revolutionieren könnte. Denn was die orangenfarbene Maschine herstellt, ist eine rasterartige Matte, die anschließend in einem Ofen gehärtet und später mit Beton ummantelt wird – und fertig ist das innovative Betonbauteil.

Das Projekt mit dem Namen „C³ Carbon Concrete Composite“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit bis zu 45 Millionen Euro unterstützt und erhält über Eigenmittel von Partnern weitere 23 Millionen Euro. Das hat auch mit der Frage zu tun, wie sich Korrosionsschäden vermeiden lassen. Mit deren Folgen – beispielsweise bei maroden Brücken oder Straßen – werden viele Deutsche täglich konfrontiert. 

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Bauwerke aus Stahlbeton haben nur eine Lebensdauer von 40 bis 80 Jahren. Und diesen Zeitraum haben viele der rund 120.000 Brücken in der Bundesrepublik inzwischen erreicht. Sperrungen und Umleitungen verursachen inzwischen einen geschätzten volkswirtschaftlichen Schaden von mehreren Milliarden Euro jährlich. „Der hier produzierte Carbonbeton wird Stahlbeton sicher nicht gleich ablösen“, sagt Matthias Schurig, einer der beiden Geschäftsführer des Oschatzer Betonwerkes. 

„Aber er eröffnet neue Möglichkeiten. Die Bauteile haben viel weniger Gewicht, sind pflegeleichter, Carbon rostet nicht und ist länger stabil. Damit sinken Wartung und Pflege auf ein Minimum.“ Geschäftsführerin Birgit Zocher ergänzt: „Wichtig ist jetzt die Normierung nach DIN- und der europäischen EN-Norm. Aber das dauert ein paar Jahre. Danach ist die Nutzung von Carbonbeton viel einfacher.“

Der Roboter, der das Carbongeflecht für die Nutzung im Beton herstellt.
Der Roboter, der das Carbongeflecht für die Nutzung im Beton herstellt. © Bildrechte: Christian Kluge, Wie

Stahlwerk reagiert gelassen

Und so forschen nun die beiden Professoren Manfred Curbach, Direktor des Instituts für Massivbau der Technischen Universität Dresden, und Chokri Cherif, Direktor des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik, zusammen mit ihren Mitarbeitern an der Entwicklung des neuen Carbonbetons. Erfolgreich offensichtlich, denn das erste Hausmodul „Cube“ steht schon auf dem Gelände des Betonwerkes Oschatz und kann samt Infotafeln besichtigt werden.

„Bald wird auch in Dresden ein Haus aus Carbonbeton und mit einer Schalenkonstruktion entstehen“, freut sich Matthias Schurig über die Fortschritte des Projektes. „Es wird eine Beratungs- und Begegnungsstätte und soll 2021 fertig sein.“ Projektleiter Michael Frenzel vom Institut für Massivbau der TU Dresden, der den „Cube“ in Oschatz präsentiert, weiß auch schon, wo er das neue Haus am liebsten bauen lassen möchte: „Am Fritz-Förster-Platz.“ Also gleich an der TU. Das hat dann zwei Wände aus Carbonbeton, beide vier Zentimeter stark, eine außen, eine innen. Dazwischen die Dämmung, die bald nur noch sieben Zentimeter dick sein soll. Der restliche Spalt von zehn Zentimetern wird mit Beton ausgegossen.

Carbon lässt sich aus Pflanzen, Gesteinen, aber auch aus Erdöl gewinnen. Forscher testen inzwischen die Carbonherstellung aus Abfallprodukten, die bei der Papierherstellung übrig bleiben. „Und weil Carbon nicht rostet, wird viel weniger Beton für die Ummantelung benötigt“, betont Werkschef Matthias Schurig und präsentiert mit Birgit Zocher ein drei Zentimeter schmales Bauteil, aus dem die Carbonfasern noch herausragen. „Stahl muss mit fünf bis sechs Zentimetern Beton bedeckt werden, um ihn vor Rost zu schützen“, so Schurig. Das Oschatzer Betonwerk produziert aktuell immer noch zu 99 Prozent Teile aus Stahlbeton.

Der Werkleiter von Feralpi in Riesa geht davon aus, dass das auch so bleiben wird. „Ich rechne im nächsten Jahrzehnt nicht mit der Wettbewerbsfähigkeit von Carbonbeton“, sagt Frank Jürgen Schaefer. „Gegenwärtig ist die Carbonbewehrung noch rund 30-mal teurer als Stahlbewehrung. Im Gegenteil sehe ich eine stärkere Fokussierung auf Stahl, da er schon heute zu 100 Prozent recycelbar ist und die Ökobilanz von Stahlbeton deshalb deutlich besser ist als von Carbonbeton.“ Schaefer verweist auf das wachsende Umweltbewusstsein. „Je mehr der ökologische Fußabdruck von der ersten Herstellung bis zur Entsorgung und dem Recycling zukünftig eine Rolle spielt, umso häufiger werden sich recycelbare Produkte durchsetzen.“

Das geplante Haus aus Carbonbeton in Dresden. 
Das geplante Haus aus Carbonbeton in Dresden.  © Visualisierung: Iurii Vakaliuk, TU Dresden

Carbon in der Carolabrücke

Wer übrigens glaubt, wegen der fehlenden DIN-Normierung gebe es noch keinen realen Einsatz von Carbonbeton, der irrt gewaltig. So kamen solche Bauteile erst in diesem Jahr an der Dresdner Carolabrücke zum Einsatz. Dort sollte der Brückenquerschnitt verbreitert werden. 

Reinhard Koettnitz, Leiter des Straßen- und Tiefbauamtes der Landeshauptstadt: „Das Material erlaubte uns, den Geh- und Radweg von 3,60 Meter auf 4,25 Meter zu verbreitern. Mit herkömmlichen Materialien wäre das statisch nicht möglich gewesen.“

www.bauen-neu-denken.de

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