Anwendbarkeit von recycelten Kohlenstofffasern in Faserbeton

Die Untersuchung befasst sich mit der Integration von rezyklierten Kohlenstofffasern (rCF) in Faserbeton, um ökologische und ökonomische Potenziale auszuschöpfen. Kohlenstofffasern, die aus Rotorblattabfällen von Windkraftanlagen gewonnen werden, ermöglichen eine Schließung des Stoffkreislaufs bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Betons.

Betonmischungen mit unterschiedlichen Anteilen und Längen an rezyklierten Kohlenstofffasern wurden auf ihren Einfluss auf Druckfestigkeit, Biegezugfestigkeit und Duktilität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von rCF das Nachrissverhalten deutlich verbessert. Insbesondere bei einem Faseranteil von 2 Vol.-% konnte eine Steigerung der Biegezugfestigkeit von bis zu 60 % gegenüber konventionellem Beton erreicht werden. Längere, schlanke Fasern erwiesen sich als besonders vorteilhaft für die Nachrisszugfestigkeit und die Duktilität, während kürzere Fasern die Druckfestigkeit fördern.

Ein hoher Fasergehalt beeinträchtigt jedoch die Verarbeitbarkeit des Frischbetons. Durch den Einsatz geeigneter Zusatzmittel und optimierter Mischtechniken kann diesem Problem erfolgreich begegnet werden. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften eröffnen ein großes Potenzial für Anwendungen mit hohen Duktilitätsanforderungen, wie z. B. Bauteile mit erhöhter Rissanfälligkeit.

Die Studie hebt auch die ökologischen und ökonomischen Vorteile von rCF hervor. Im Vergleich zu konventionellen Materialien wie Stahl sind rezyklierte Kohlenstofffasern kostengünstiger und tragen zur Reduzierung von Abfallströmen bei. Dennoch sind weitere Forschungsarbeiten und normative Anpassungen erforderlich, um den Einsatz von rCF im Bauwesen zu standardisieren und breiter zu etablieren.