C³-Carbon Concrete Composite
Carbon ist „in“– viermal leichter (1,8 statt 7,8 g/cm³) und sechsmal tragfähiger (3.000 statt 500 N/mm²) als üblicher Bewehrungsstahl hat der Werkstoff allerhand Vorteile: er ist bei sehr großer Festigkeit extrem leicht, ist nahezu beliebig formbar und rostet nicht. Weltweit arbeiten Forscher daran, aus dem CO2 der Luft Carbonfasern herzustellen und Carbonfasern als umweltfreundliche Bewehrung im Beton zu verwenden. Der Verbundwerkstoff aus Carbon und Beton – kurz: Carbonbeton – kommt langsam aus den Kinderschuhen und wird bei ersten Bauprojekten eingesetzt. Die Bundesregierung hat diesen Trend erkannt und unterstützt das derzeit größte deutsche Forschungsprojekt im Bauwesen mit zirka 45 Millionen Euro Fördermitteln, um Deutschland als weltweiten Leitanbieter für die Carbonbetonbauweise zu etablieren. Geleitet wird dieses Forschungsprojekt von der Technischen Universität Dresden.
Aber was haben wir damit zu tun?
Wir, die Caruso Umweltservice GmbH, sind Teil dieses größten Bauforschungsprojektes Deutschlands, dem Projekt C³-Carbon Concrete Composite. Zusammen mit mehr als 130 Partnern aus Forschung, Unternehmen und Verbänden entwickeln wir im C³-Projekt einen neuen Materialverbund aus Carbonfasern und Hochleistungsbeton. Wir erhoffen uns von der Entwicklung einer neuen nachhaltigen Bauweise einen immensen Innovationsschub im Bauwesen und für unser Unternehmen.
Das bisher im Bauwesen am häufigsten verwendete Material ist Beton. Das vor fast 2000 Jahren erbaute Pantheon in Rom wurde bereits mit betonähnlichen Materialien erbaut. Beton besitzt eine sehr hohe Druckfestigkeit, er ist frei formbar, wasserdicht, brandbeständig und preiswert. Es besitzt jedoch so gut wie keine Zugfestigkeit, so dass Betonbauwerke bis Mitte des 19. Jahrhundert so konstruiert werden mussten, dass in den Bauteilen nur Druckkräfte entstehen. Mitte des 19. Jahrhunderts wurde dann erstmals die Materialverbindung aus Beton und Eisen (später Stahl) für tragende Strukturen im Bauwesen eingesetzt. Seitdem die mit Stahl bewehrten Betonbauteile auch nennenswerte Zugkräfte aufnehmen können, ist der Beton aus der Bauwelt nicht mehr wegzudenken.
Beton ist das weltweit meistverwendete Material nach Wasser. Straßen, Brücken, Tunnel, Gebäude, Masten, Stützwände, Abwasseranlagen und Vieles mehr werden aus stahlbewehrtem Beton – kurz: Stahlbeton – gebaut. Dieser fantastische Verbundbaustoff hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: der herkömmliche Bewehrungsstahl kann korrodieren und dadurch zu erheblichen Schäden an Bauwerken führen. Über die Folgen der Schäden, z. B. in Form von gesperrten Brücken und geschlossenen Schulen, wird täglich in der Presse berichtet. Um die Korrosion zu verhindern, wird der Stahl mit mehreren Zentimetern Beton ummantelt – in Fachkreisen auch als Betondeckung bezeichnet.
Nichtkorrodierende Materialien wie z.B. Carbon müssen nicht vor Korrosion geschützt werden, so dass die Bauteildicken und damit die notwendige Betonmenge erheblich reduziert werden können. Übliche Stahlbetonbauteile (z.B. Fassadenplatten) sind heute ca. 8 cm dick, Carbonbetonbauteile kommen dagegen schon mit einer Dicke von nur 2 cm zu Anwendung. Mit der Verwendung von Carbonbeton erzielt man immense Wirkungen im Hinblick auf Ressourcen- und Energieverbrauch sowie die CO2-Bilanz, die man mit kaum einem anderen Material in kaum einer anderen Branche erreichen kann. Und Bauen mit Carbonbeton verlängert nicht nur die Lebensdauer von Bauwerken, sondern ermöglicht auch eine filigranere Architektur. Das Anwendungsgebiet von Beton könnte damit deutlich ausgedehnt werden. Leicht bauen und Beton wird kein Widerspruch mehr sein, es ist das Konzept der Zukunft.
In dem ambitionierten C³-Projekt arbeiten Unternehmen der gesamten Wertschöpfungskette, von den Grundmaterialien bis zum fertigen Bauwerk, mit. Die Schlüsseltechnologien liegen in den Bereichen Material und hocheffiziente Herstellungstechnologien. Neben der reinen Produktentwicklung werden im C³-Projekt alle relevanten Themen wie beispielsweise Arbeitsschutz, Aus- und Weiterbildung, Recycling und Lebenszyklus sowie multifunktionale Anwendungen betrachtet. Die Ziele des Projektes sind mit dem Ausbau, der Ansiedlung und Neugründung von Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette verbunden – von den Grundmaterialien bis zum fertigen Bauwerk. Parallel dazu werden Bildungsangebote (Aus- und Weiterbildung) für alle wertschöpfungsrelevanten Etappen entwickelt und in neue Berufsbilder überführt.
Die Caruso Umweltservice GmbH bringt ihr Knowhow sowie ihre Kompetenzen und Erfahrungen aus den Bereichen Recycling und Aufbereitung ein und arbeitet im Vorhaben mit.
Nicht nur Unternehmen, Verbände, Forschungseinrichtungen und die Bundesregierung haben das große Potenzial von Carbonbeton erkannt. Auch Experten für grüne Technologien, Nachhaltigkeit und Rohstoffeffizienz sehen Carbonbeton als zukünftige Alternative zu Stahlbeton. Das C³- Projekt wurde 2014 mit dem GreenTec Award, Europas größtem Umwelttechnologiepreis, und 2015 mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sowie dem Deutschen Rohstoffeffizienzpreis des Bundesministeriums für Wirtschaft und Umwelt (BMWi) ausgezeichnet.
Weitere Informationen unter www.bauen-neu-denken.de
