Der Baustoff Beton hat in den letzten Jahren eine beeindruckende Entwicklung durchgemacht. Er zählt als einer der wichtigsten Baustoffe. Die meisten Menschen assoziieren Beton mit schweren und grauen Strukturen. Jedoch hat sich die Industrie mittlerweile neue Innovationen einfallen lassen, damit Beton haltbarer und vielseitiger als zuvor gemacht werden kann.
Allgemeines über Beton
Schon zu Zeiten der alten Römer gab es die ersten Vorläufer von Beton. Damit wurden Theater, Brücken und Mauern zusammengefügt. Denkt man beispielsweise an das Kolosseum oder das Pantheon in Rom, so stehen diese Gebilde heute noch. Dabei zeugt insbesondere das Pantheon mit 43 Metern Kuppelspannweite von einer hohen römischen Baukunst.
Der heutige Beton besteht meistens aus Zement, Gesteinskörnung und eventuell Betonzusätzen. Diese sind dazu da, um die Eigenschaften des flüssigen Zementleims oder des ausgehärteten Zementsteins zu verändern. Schaut man sich die einzelnen Bestandteile des Betons genauer an, wird man feststellen, dass Zement hier als Bindemittel dient. Bei der Herstellung von Zement wird heute noch jede Menge Kohlendioxid freigesetzt. Die Fertigungsprozesse haben sich zwar seit dem Jahr 1990 erheblich verbessert. In Deutschland werden für die Herstellung einer Tonne Zement knapp 600 kg CO₂ freigesetzt. Dies bedeutet, dass somit mindestens drei Milliarden Tonnen Kohlendioxid pro Jahr in die Luft geraten. Dies macht rund sieben Prozent des jährlichen Gesamtausstoßes an Kohlendioxid aus.
Faserbeton
Fasern können dazu dienen, bestimmte mechanische Eigenschaften des Betons zu verbessern. Hierunter fallen beispielsweise die Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit oder Verformbarkeit. Die Zugabe von Fasern kann manchmal sogar die herkömmliche Bewehrung ersetzen. Dabei hängen die erreichbaren Eigenschaften des Faserbetons von folgenden Faktoren ab:
- dem Herstellungsverfahren
- der Faserorientierung
- dem Faserwerkstoff als solchem sowie die Beständigkeit im alkalischen Zustand
- dem Fasergehalt, speziell die Anzahl der einzelnen Fasern
- den mechanischen Eigenschaften der Fasern sowie deren Geometrie
- dem Beton und den Fasern
Stahlfasern
Oftmals kommen Stahlfasern dort zum Einsatz, wo eine konstruktive Stahlbewehrung ersetzt werden soll. Dies kann beispielsweise bei Kellersohlen oder Industrieböden der Fall sein. Doch auch andere Bauteile wie zum Beispiel Tunnelauskleidungen oder Kellerwände können heute aus Stahlfaserbeton hergestellt werden. Vor allem gelten die Stahlfasern für ein verbessertes Trag- und Arbeitsvermögen des erhärteten Betons.
Glasfasern
Bei Faserbeton werden ausschließlich alkaliresistente Glasfasern (AR-Glasfasern) genutzt. Denn nur diese sind widerstandsfähig genug, um gegen das hochalkalische Milieu im Beton widerstandsfähig zu sein. Somit finden sich Glasfasern sowohl in einer wirksamen statischen Bewehrung, wie beispielsweise Glasfaserbeton, als auch in einem textilbewehrtem Beton, welcher als Mikrobewehrung in glasfasermodifiziertem Beton zum Einsatz kommt.
Vorteile von Beton
Beton eignet sich hervorragend für den Bau von Gebäuden, da er besonders widerstandsfähig ist. Zudem ist er leicht zu bearbeiten und gibt nur wenig Wasser ab. Deshalb eignet sich Beton auch ideal für den Tunnel- und Brückenbau. Doch auch in anderen Bereichen des Bauwesens bietet Beton viele Vorteile. Er ist besonders hygienisch, da er staub- und geruchsneutral ist. Außerdem ist Beton wesentlich billiger als viele andere Baustoffe und ist deshalb auch für kleinere Bauvorhaben ideal geeignet.
Glasfaserverbundwerkstoffe enthalten eine innen liegende, schlaffe Glasfaserbewehrung in den Betonteilen, die sich perfekt für den Spezialtief- und Hochbau eignet. Hierbei besteht der Bewehrungsstab aus unidirektional ausgerichteten Glasfasern, die inmitten einer Vinylesterharzmatrix eingebettet sind. Aufgrund dieser spezifischen Materialeigenschaften ist die Bewehrung besonders gut vor Korrosion geschützt. Somit kann eine Bewehrung aus Glasfasern eine Lebensdauer von über 100 Jahren erreichen. Ebenso können chemisch aggressive Umgebungen der Glasfaserbewehrung nichts anhaben.
Beton im Hochbau
Die ästhetischen und funktionellen Vorzüge des Betons werden in vielen Bereichen des Hochbaus erkenntlich; im industriellen, öffentlichen und gewerblichen Bereich sowie im Wohnungsbau. Ganz gleich, ob im Krankenhaus oder Schulgebäude, in Produktions- oder Industriehallen, im Parkhaus oder in einem Mehrfamilienhaus – durch seine vielfältigen Qualitäten kann der Beton in allen Einsatzbereichen überzeugen. Bei neu entwickelten Betonarten sind der Fantasie sowie den Realisierungsmöglichkeiten fast keine Grenzen mehr gesetzt. Zu den neueren Betonarten zählen beispielsweise Leichtbeton, der spezielle Zuschläge wie Metall- oder Kunststofffasern hat, selbstverdichtender Beton oder Beton mit Farbgebungen mittels Pigmenten.
Beton im Tiefbau
Insbesondere Wasserkreisläufe, Infrastrukturbauten für den Verkehr oder für die Energieversorgung sind besonders extremen Einwirkungen ausgesetzt. Deshalb kommen die Qualität und Vorzüge von Beton in diesen Bereichen voll zum Tragen. Denn der Baustoff steht für Beständigkeit und Sicherheit.
Immer mehr Autobahnen und Straßen sind steigenden Achs- und Verkehrslasten ausgesetzt. Auch nimmt die Belastung auf Rollwegen, Lande- und Startbahnen von Flughäfen immer weiter zu. Aber auch beim Bau von Tunneln und Brücken oder im Bahnverkehr, speziell dort, wo Hochgeschwindigkeitszüge fahren, wird der Beton den höchsten Anforderungen gerecht. Doch auch viele Staumauern, Wasserleitungssysteme und Kraftwerke werden mit Beton gebaut.
Nicht nur die Dauerhaftigkeit und Sicherheit werden bei Bauvorhaben mit Beton mit einbezogen. Auch aus wirtschaftlicher Sicht kann der Baustoff Beton mit Bestwerten punkten.
Nachhaltiges Bauen
Die größte Herausforderung besteht darin, bei der Herstellung eines Bauteils, beziehungsweise des Betons, die CO₂-Bilanz zu verbessern. Dabei darf die technische Leistungsfähigkeit jedoch nicht außer Acht gelassen werden. Neben einer praxisgerechten Festigkeitsentwicklung und einer robusten Frischbetoneigenschaft steht zunehmend auch die Dauerhaftigkeit im Mittelpunkt.
Festzuhalten gilt, dass es nicht den einen nachhaltigen Baustoff gibt. Allerdings können bei der Wahl des Baustoffes schon zahlreiche Merkmale der Nachhaltigkeit mit einbezogen werden. Des Weiteren gibt es aber auch einige baustoffunabhängige Aspekte. Solch eine Betrachtung der Nachhaltigkeit eines Bauwerkes, begrenzt auf die Basis der verwendeten Baustoffe, ist falsch und unangebracht.
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