Beton: Holz und Carbon statt Sand und Stahl?

Die Bauindustrie ist weltweit gerade mit dem Problem schwindender Sandvorkommen konfrontiert. Für Bauvorhaben, aber auch für andere Anwendungen werden jährlich rund 15 Mrd. Tonnen Sand und etwa doppelt so viel Kies abgebaut. Das hat auch gewaltige ökologische Auswirkungen.

Neben Möglichkeiten des Recyclings von Baumaterialien oder der speziellen Behandlung von Wüstensand, der aufgrund seiner Körnung nicht für Beton geeignet ist, bietet sich natürlich auch die Suche nach Ersatzstoffen an. Eine bisher bekannte Variante ist diesbezüglich der Holzbeton, den es bereits seit über 100 Jahren gibt.

Bislang wird er jedoch nur für nichttragende Zwecke eingesetzt, zum Beispiel zum Dämmen. Daia Zwicky, Leiter des Instituts für Bauund Umwelttechnologien der Hochschule für Technik und Architektur Fribourg, hat sich daher gefragt, ob die Zeit nicht reif wäre für einen ehrgeizigeren Einsatz von „Holzbeton“.

Schwimmender Beton
Mit seinem Team hat Zwicky den Anteil und die Granularität des Holzes sowie diverse Zusatzstoffe ausprobiert und die verschiedenen Mischungen anschließend strengen Tests unterzogen. Der Hauptunterschied zum klassischen Beton: Der Kies- und Sandanteil wird durch feingeschliffenes Holz ersetzt. Vereinfacht gesagt wird Sägemehl statt kleiner Steine in den Zement gemischt.

Dank des hohen Holzanteils tragen die neuartigen Baustoffe zur Wärmeisolierung bei und sind wesentlich leichter. „Sie wiegen höchstens die Hälfte von normalem Beton – die leichtesten schwimmen sogar“, erklärt Zwicky. Zudem basieren sie stark auf erneuerbaren Ressourcen und können nach dem Abbruch in der Wärme- und Stromgewinnung wiederverwendet werden. Der Holzanteil kann in der Kehrichtverbrennung herausgebrannt werden.

Blick in die Zukunft
Carbon- und Textilbeton gewinnt in der Baupraxis ebenfalls zunehmend an Bedeutung. Langfristig könnte der korrosionsanfällige Stahlbeton in vielen Bereichen durch den wirtschaftlich interessanten neuen Baustoff ersetzt werden.

Denn anders als beim Stahlbeton wird Carbonbeton nicht mit rostanfälligem schweren Stahl verstärkt, ondern mit vernetzten Kohlenstoff-Fasern. Das Baumaterial ist dadurch einerseits langlebiger, erlaubt aber auch neue Bauweisen mit dünneren Wänden.

Ersatz für Stahlbeton
Ein Hotspot der Forschung befindet sich an der Technischen Universität Dresden. Über 145 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden forschen dort an dem neuen Baustoff als Ersatz für den Stahlbeton. Ihnen ist es gelungen, eine korrosionsbeständige und ressourcensparende Alternative zum herkömmlichen Stahlbeton zu entwickeln, die nicht nur für Anwendungen wie etwa im Brückenbau oder bei Masten, sondern auch für die Errichtung von Häusern geeignet ist.

Durch den Einsatz der Carbonfaser lassen sich auch bis zu 80 % des Betons einsparen. „6,5 % des globalen CO2-Ausstoßes gehen auf die Zementherstellung zurück“, erklärt Prof. Manfred Curbach, Leiter des Instituts für Massivbau an der TU Dresden.

„Wir können so einfach nicht mehr weiterbauen.“ So soll auf dem Uni-Campus bis Ende 2019 auch das „C-Cube“ entstehen. „Das C-Cube soll die Eigenschaften von Carbonbeton veranschaulichen und ein Musterbeispiel für filigranes, leichtes und schlankes Bauen sein“, freut sich Curbach. (thd)