Innovation : Carbon löst Stahl in Betonplatten ab
Forscher an der Zürcher ZHAW in der Schweiz haben Betonplatten entwickelt, die mit vorgespannten Carbonfasern armiert sind. An einer Fahrradbrücke in Winterthur sind die dünnen, aber sehr stabilen Platten bereits im Einsatz und machen sie zur leichtesten Betonbrücke der Welt.
Carbon ist deutlich leichter und stabiler als Stahl. Deshalb wird seit einigen Jahren daran geforscht, die Stahlverstärkung in Beton durch Carbonfasern, -netze oder -stäbe zu ersetzen. Optimal ergänzen sich die Eigenschaften von Beton und Carbon, wenn letzteres vorgespannt eingesetzt wird, wie die Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) am Dienstag mitteilte.
Genau das haben ZHAW-Forscher in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner mit der Entwicklung von Carbon-armierten Betonplatten geschafft. Diese sogenannten CPC-Platten (kurz für "Carbon Prestressed Concrete") seien rostfrei, sehr dünn herstellbar und trotzdem äußert stabil, hieß es.
Warum, erklärt Josef Kurath gemäß der Mitteilung so: "An vier Carbon-Fasersträngen könnte ein Auto aufgehängt werden, aber sobald sie quer belastet oder verknüpft werden, brechen sie sogleich." Deshalb würden sich vorgespannte Carbonfasern und Beton perfekt ergänzen. "Carbon absorbiert die Zugkräfte und Beton den Druck sowie die quer wirkenden Kräfte."
Während konventionell armierte Betonplatten Risse bekommen, federt die CPC-Platte bei Belastung zurück ohne Schaden zu nehmen. Das können die Platten bereits an einer Brücke in Winterthur unter Beweis stellen: Diese wurde mit einer vier Zentimeter dünnen und acht Meter langen Platte saniert, die mit dem darunter liegenden Tragrahmen verklebt wurde. Die Platte trägt das Geländer und alle Nutzlasten.
Mit einem Gesamtgewicht von 3.200 Kilo sei die Carbonbeton-Fahrradbrücke rund fünfmal leichter als eine konventionelle Konstruktion, und damit die leichteste Betonbrücke der Welt, betonte Antje Sydow von der ZHAW.
Die CPC-Platten können zudem im Voraus industriell produziert und beliebig zugeschnitten werden, hieß es weiter. Das spare Zeit auf der Baustelle, da die Armierungsarbeit vor Ort wegfalle, und es böten sich neue Gestaltungsmöglichkeiten.
Für die Entwicklung im Rahmen eines von der Kommission für Technologie und Innovation geförderten Projekts erhielten die ZHAW-Forscher kürzlich in Stuttgart den Innovationspreis der Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe AVK in der Kategorie "Produkte und Anwendungen", wie die ZHAW schrieb. (APA)