Die Holz-Beton-Verbunddecke gilt als universell einsetzbares Produkt

Beton-Innovationen

Massive Bauwerke, stabile Fundamente, Straßen und Rohre sind die klassischen Einsatzgebiete von Beton. Zunehmend wird das innovative Baumaterial aber auch gespritzt, geschäumt, gedruckt, mit Fasern bewehrt, hinterleuchtet und in Kombination mit anderen Baumaterialien verwendet.

Beton ist kein neuer, aber dafür umso innovativer Baustoff. Einen Schub erhielt der graue Baustoff jüngst durch zahlreiche Forschungsprojekte, die von der Wirtschaft und der öffentlichen Hand kofinanziert werden. Der Grund liegt auf der Hand: Den Baustoff Beton zu verbessern, heißt auch immer seine Effizienz zu erhöhen, was wiederum Ressourcen und Geld spart.

Matthias Egger ist Nachwuchsforscher an der Universität Innsbruck und entwickelte im Rahmen des Forschungsprojektes TEXon gestickte textile Armierungen für den Einsatz im Betonbau. Ausgangsmaterialien sind Glasfasern oder Carbonfasern, die zu einem Garn gebündelt werden, das in speziellen Stickmaschinen weiterverarbeitet wird. Die Texible GmbH, mit Hauptsitz in Hohenems, wurde 2016 von Vorarlberger Textilforschern und Textilunternehmen als Spin-off der Universität Innsbruck gegründet und entwickelte Maschinenerweiterungen, die Drähte mit einem Durchmesser von 0,08 mm oder Materialien wie Glasfaser, Kupfer und Stahl verarbeiten können. Vorteile gegenüber Eisenarmierungen: Der textilbewehrte Beton korrodiert nicht, erlaubt dünne, tragfähige, frei formbare Strukturen mit einer hohen Zugfestigkeit.

In Deutschland läuft das Projekt C3 – carbon concrete composite – mit dem Textilbeton herkömmlichen Stahlbeton ersetzen soll. Mehr als 160 internationale Partner aus Wissenschaft und Praxis haben sich dabei zusammen gefunden, um bis 2020 alle Voraussetzungen zu schaffen, Textilbeton als neuen Standard im Bauen mit Beton zu definieren. „Der Bereich Textilbeton eröffnet viele neue Anwendungsmöglichkeiten und wird die Baubranche revolutionieren.“, bekräftigt Roy Thyroff, Geschäftsführer bei V. Fraas Solutions in Textile GmbH und dem Textilbeton-Verband TUDALIT e.V.

Die Schweiz fördert im Rahmen des nationalen Forschungsschwerpunkts „Digitale Fabrikation – innovative Bauprozesse in der Architektur“ das Thema Robotik. Marktreife Komponenten sind 3D-gedruckte Sandschalungen für Beton, die in den Bereichen Konstruktion, Freiform und Oberflächengestaltung punkten. Die Gussformen werden mit Epoxidharz infiltriert, damit werden sehr glatte Resultate und ein Einsatz von mindestens zehn Abgüssen bei entsprechendem Handling erreicht. Auch Hinterschneidungen sind machbar, solange das Ausschalen gewährleistet ist. Die ETH Zürich ist bereits im Besitz einer Voxeljet 3D-Druck-Anlage.

Baustoffhersteller Baumit forscht seit drei Jahren gemeinsam mit einem Team der Uni Innsbruck am 3D-Druck mit Beton. In aufwändigen Testläufen wurde eine einzigartige Kombination aus 3D-Drucktechnologie und Spezialmaterial entwickelt, die es erstmals möglich macht, komplizierteste Formen und Bauteile aus Beton zu drucken. Die zu lösenden Aufgaben umfassten auch die Entwicklung von passenden Druckköpfen und nicht zuletzt die Übertragung von 3D Modellen als Ausführungsbefehle an den Roboter. Mit dem BauMinator System können Bauteile, Objekte und Formen zwischen 50 Zentimeter und fünf Meter Größe gedruckt werden, beispielsweise Betonfertigteile, Wandelemente, Rohre, Schächte. Einsatzgebiete sind vor allem Spezialanfertigungen, bei denen sich eine Schalung nicht rechnet oder gar nicht machbar ist, aber auch Kleinserien.

Über Schläuche wird Airium, ein mit Luftporen durchsetzter Dämmstoff auf Zementbasis eingebracht, der hohe Dämmeigenschaften aufweist. Das Material nimmt aufgrund seiner Beschaffenheit Feuchtigkeit auf und gibt diese nach und nach wieder ab. Der Zementanteil sorgt für einen hohen pH-Wert, wodurch Schimmel gehemmt wird und der Dämmstoff schädlingsresistent ist. Die mineralische Dämmung ist nicht brennbar und aufgrund der Porigkeit auch schallabsorbierend. Airium von Hersteller LafargeHolcim wird zur Dachboden- und Flachdachdämmung, Ausgleichsschichten unter Estrichen oder für Baugräben- und Schwimmbadhinterfüllungen und auch als mineralische Dämmung für Mauersteine eingesetzt. Auf youtube gibt es einen selbsterklärenden Film: https://www.youtube.com/watch?v=hzLcImJftVM

Als Erfolgsbeispiel für Beton im Verbund mit anderen Baustoffen gilt die XC Holz-Beton-Verbunddecke, ein Produkt der MMK, dem Joint-Venture der Kirchdorfer Gruppe und der Mayr-Melnhof Holding AG. Das X steht für Xlam – cross laminated timber (Brettsperrholz), das C für concrete (Beton). Die Qualitäten beider Baustoffe – Beton/Druck und Holz/Zug – werden dabei vereint. „Die XC Verbunddecke bewies ihr Allroundtalent bereits bei zahlreichen Einsätzen als nachhaltiges und universell einsetzbares Produkt. Sowohl im Sanierungsbereich als auch bei prestigeträchtigen Großprojekten kann die bauphysikalische Alternative punkten. Die Verbunddecke vereint das Beste aus zwei Baustoffwelten und sichert Spannweiten von über zehn Meter sowie eine maßgebliche Bauzeitverkürzung durch einfache und unterstellungsfreie Montage“, erläutert Matthias Pfützner, Konzernmarketing Kirchdorfer Industries über Qualitäten und erste Erfahrungen im Einbau der Decke.

Spin-off Fellowships
Das Programm Spin-off Fellowships hat zum Ziel, geistiges Eigentum einer Hochschule bzw. Forschungseinrichtung soweit weiterzuentwickeln, dass eine Verwertung im Rahmen einer nachgelagerten Unternehmensgründung stattfinden kann.
Eine enge Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Forschung gewinnt zunehmend an Bedeutung - ebenso Unternehmensgründungen an österreichischen Universitäten. Mit neuen Forschungsstipendien, den sogenannten Spin-off-Fellowships, setzt das Wissenschaftsministerium nun auf die gezielte Stärkung innovativer Ideen.
Mehr Informationen unter www.ffg.at/spin-off-initiative