Carbonbeton: Revolution im Bauwesen
Stand: September 2024
Beton muss nachhaltiger werden. Ein Ansatz ist, Carbon für die Bewehrung zu nutzen. Der Baustoff ist länger haltbar, leichter und ressourcenschonender. Dass es funktioniert, zeigt das weltweit erste Gebäude aus Carbonbeton in Dresden.
In Städten auf der ganzen Welt erheben sich täglich neue Strukturen in den Himmel, fast alle aus dem gleichen Material: Beton. Mit rund 100 Millionen Kubikmetern pro Jahr ist Beton der wichtigste Baustoff auf deutschen Baustellen, doch seine Umweltbilanz ist dringend verbesserungswürdig. Bei der Herstellung von Zement, einem zentralen Bestandteil von Beton, werden gewaltige Mengen an CO2 freigesetzt. Darüber hinaus ist der Flächenverbrauch erheblich, um die natürlichen Ressourcen Sand und Kies zu gewinnen. Das führt auch zu Erosion und anderen Umweltschäden. Zudem sind Sand und Kies endliche Rohstoffe, die in einigen Ländern bereits importiert werden müssen. Ein weiteres Problem ist die Korrosion von Stahl in Stahlbetonkonstruktionen, was regelmäßige teure Instandhaltungen notwendig macht und die Lebensdauer von Bauwerken erheblich begrenzt.
Carbonbeton: ressourcenschonender, leichter, haltbarer
Carbonbeton könnte eine Möglichkeit sein, um mittel- und langfristig Stahlbeton zu ersetzen. Der innovative Baustoff besteht aus einem Verbundwerkstoff, der Beton mit einer Bewehrung aus Kohlenstofffasern kombiniert. Im Gegensatz zu Stahlbeton ist Carbonbeton nicht nur leichter, sondern auch beständiger gegen Umwelteinflüsse und weist eine potenzielle Lebensdauer von über 200 Jahren auf. Die Verwendung von Carbonfasern, die aus bis zu 50.000 feinen Filamenten bestehen und zu Garnen verarbeitet werden, ermöglicht eine Materialersparnis von bis zu 80 Prozent im Vergleich zu traditionellem Stahlbeton. Die Umstellung auf Carbonbeton hat zudem den Vorteil, dass Energiebedarf und CO2-Emissionen um bis zu 50 Prozent reduziert werden könnten.
Derzeit erfolgt die Herstellung von Carbonfasern aus Erdöl. Das ist ebenfalls energieintensiv und erhöht die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen. Forschungen zeigen vielversprechende Ansätze, in Zukunft stattdessen Lignin – ein Nebenprodukt der Holzverarbeitung – zu verwenden. Aber auch Themen wie die Recyclingfähigkeit, der Gesundheitsschutz bei der Verarbeitung und Brandschutzfragen müssen weiter erforscht werden. Carbonbeton steht aktuell noch vor technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen Herausforderungen, die vor einer möglichen Marktreife gelöst werden müssen.
Der Cube in Dresden – Innovation made in Germany
Wie das Bauen mit Carbonbeton in der Praxis gelingen kann, zeigt der Cube in Dresden – das weltweit erste Gebäude, das vollständig aus diesem Material gebaut wurde. Das zweigeschossige Gebäude ist ein Pionierprojekt in der Bauforschung, initiiert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie dem Verband C³ – Carbon Concrete Composite. Die Wände des Cube bestehen neben Dämmschicht und Ortbeton aus nur vier Zentimeter dünnen Carbon-bewehrten Betonschalen, die vorgefertigt und vor Ort montiert wurden. Diese Innovation führte zu einer Halbierung der üblichen Betonmengen und ermöglichte Wandstärken von nur 27 Zentimetern. Ziel ist es, dass das Gebäude nicht nur eine Forschungsstätte bleibt, sondern als Modell für zukünftige Bauvorhaben dient, die effizienter, nachhaltiger und langlebiger sind.
Weiterführende Informationen
Mehr zu Materialreduktion und Recycling im Betonbau auf der Themenseite des Gebäudeforums.
