Basalt ersetzt Stahl an Betonfassaden
Stahl wird häufig als Bewehrung bei Betonfassaden eingesetzt. Doch seine begrenzte Lebenszeit treibt Forscher dazu an, nach Alternativen zu suchen. An der Hochschule München hat jetzt ein Team basaltbewehrten Beton geprüft und positive Ergebnisse erhalten.
Forscher der Hochschule München testen an einem Großversuch die Einsatzmöglichkeiten von Basalt als Bewehrung.
Foto: Johannes Lesser
An der Fakultät für Bauingenieurwesen der Hochschule München hat ein Forscherteam im Projekt FASALT – „Instandsetzung vorgehängter Sichtbetonfassaden durch dünnwandige Fassadenergänzungen aus basaltbewehrtem Beton“ die Materialeigenschaften von Basalt erforscht. Dabei optimierten sie den Baustoff und überprüften, ob sich dieser für den Einsatz an Fassaden eignet. Im Projekt entwickelten die Professoren Andrea Kustermann, Christoph Dauberschmidt und Christian Schuler mit ihrem Team ein Instandsetzungskonzept für geschädigte vorgehängte Stahlbetonfassaden und tragende Betonelemente. Dabei erkannten die Forscher für die Verstärkungselemente aus Basalt mehrere Vorteile: Basalt ist leicht, hat eine hohe Zugfestigkeit, ist ein natürlich vorkommendes Gestein und rostet nicht.
Großversuch bestätigt Tragfähigkeit von Basalt-Bewehrung
Steht eine Sanierung einer Betonfassade an, müssen die beschädigten Elemente meist komplett entfernt und ersetzt werden. Dies ist häufig sehr aufwendig und kostspielig. Im Zuge des Forschungsprojektes hat das Team in München einen Großversuch gestartet. In diesem wiesen sie nach, dass eine Basaltstab-Bewehrung bei vorgehängten Beton-Fassadenelementen alle Anforderungen für eine Instandsetzung erfüllt. Sie sind tragfähig und haltbar und können auch den ästhetischen Ansprüchen entsprechen. Die Forscher haben in ihrem Großversuch an einem bestehenden Fassadenelement das Instandsetzungskonzept mit Basaltbewehrung getestet. Dabei haben sie die neue Bewehrung eingebaut. Durch das Aufbringen eines hochalkalischen Spritzmörtels haben sie den pH-Wert des Altbetons wieder erhöht. Damit soll der Stahl wieder vor Korrosion geschützt werden. Das Forscherteam entwickelte zur Bearbeitung der Sichtbeton-Oberflächen Mörtelrezepturen, die mit Basaltfasern verstärkt sind. Die empirischen Untersuchungen am Großversuch begleitete das Forscherteam mit einer numerischen Simulation der Konstruktion. Damit konnten sie die Tragfähigkeit der Konstruktion nachweisen. Die nachgewiesene Zugfestigkeit ermöglicht nicht nur den Einsatz bei einer Instandsetzung, sondern auch beim Neubau.
Basalt-Bewehrung findet den Weg in die Praxis
Die neue Materialkombination aus Basalt-Bewehrung und dünner Spritzbetonschicht hat bereits ihren Weg in die Praxis gefunden. Derzeit wird sie bei einer Instandsetzung einer Brücke in Dresden erprobt. Die Forscher können sich aber ebenfalls eine Anwendung bei Schwellen an einer Bahntrasse vorstellen und untersuchen die Bewehrung auf ihre Eignung. Die bisherigen Ergebnisse deuten auf eine hohe Trag- und Zugfestigkeit. Alle Tests des Projektteams zeigen, dass der Einsatz der Basalt-Bewehrung als Fassadenergänzung machbar ist. Das Forscherteam strebt nun eine Optimierung aus betontechnischer Sicht des Verbunds von Basalt-Bewehrung und Betonmatrix an. Dabei sind sie zuversichtlich, dass das Konzept weiterentwickelt werden kann, bis eine marktreife Lösung entsteht. Denn dann kann die Basalt-Bewehrung dort zum Einsatz kommen, wo die Kombination aus Stahl und Beton an ihre Grenzen stößt.
Das Projekt FASALT wurde im Rahmen des Programms „Forschung an Fachhochschulen“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Die TU Graz hat in einem Forschungsprojekt Sensoren zur Ermittlung von Betonschäden durch Korrosion entwickelt. Mit Schäden im Beton beschäftigt sich auch das Forschungsprojekt InnovaConcrete.
