3D-biaxiale textile Betonbewehrung

Eine innovative Textilbewehrung hat die Firma V. Fraas Solutions in Textile GmbH mit dem 3D-Textil Sitgrid entwickelt, das auf einem neuartigen Wirkverfahren basiert. Der besondere Vorteil für die Herstellung von Betonfertigteilen liegt in der Reduzierung der Arbeitsschritte beim Betonieren und Einlegen der Textilbewehrung. Im Vergleich zu 2D-Textilbewehrungen in mehreren Lagen wird bei 3D-Textilien ein genauerer Abstand der beiden drucksteif miteinander verbundenen Textil-lagen ermöglicht.

Zentrales Anwendungsgebiet für die Betonfertigteilindustrie

Ein zentrales Anwendungsgebiet für dreidimensionale biaxiale technische Textilien ist die Armierung von Betonfertigteilen. Sitgrid von der V. Fraas Solutions in Textile GmbH ist ein neuartiges, technisches Textil, bei dem zwei Textillagen mit einem Polfaden zu einem dreidimensionalen Textil verbunden werden. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von 3D-Textilien zur Bewehrung anstelle von einfachen Textillagen liegt in der schnelleren und sichereren Verarbeitung: Bisher waren bei zweilagiger Bewehrung mehrere Arbeitsschritte nötig. Die 3D-Textilbewehrung kann in einem Arbeitsschritt eingelegt werden und erfordert somit weniger Betonierabschnitte. Ein Verrutschen der beiden Armierungslagen beim Verdichtungsprozess wird durch die drucksteife Verbindung des 3D-Textils vermieden. Eine genaue Lagepositionierung wird somit möglich.

 Die Verwendung einer Textilbewehrung birgt einen weiteren großen Vorteil bei der Herstellung von Betonfertigteilen: Wegen der oberflächennahen Positionierung durch die Korrosionsbeständigkeit der Fasermaterialien können deutlich leichtere und schlankere Bauteile produziert werden. So können beispielsweise Betonfassadenplatten in großen Abmessungen von bis zu 1,20 m x 2,40 m in nur 30 mm Stärke hergestellt werden. Diese kamen erstmalig zum Einsatz mit den 3D-textilbewehrten Fassadenplatten Betoshell BIG von Hering Bau bei der Fassade des Instituts für Baustoffkunde der TU Dresden. Auch die Fassade des Bahnhofs Arnheim wurde damit verkleidet. Zum Vergleich: Eine mit Stahl bewehrte Fassadenplatte vergleichbarer Größe müsste wegen des Korrosionsschutzes eine Dicke von mindestens 80 mm haben.

Darüber hinaus wurde von der Hentschke Bau GmbH eine Attikaverkleidung für einen Dachvorsprung des Rechenzentrums Salzenforst realisiert.

Unterschiedlichste Fasermaterialien einsetzbar

Der Abstand der beiden Lagen der 3D-Textilbewehrung Sitgrid kann zwischen 5 mm bis maximal 20 mm liegen – je nach den individuellen Anforderungen des Betonfertigteils. Die Kraftaufnahme wird durch Dichte und Winkellage der Polfäden exakt definiert. Somit können unterschiedlichste Belastungsanforderungen realisiert werden. Eine Formgebung ist ebenfalls möglich. Auch die Stärke und Dichte der beiden Textillagen lassen sich je nach Beanspruchung und Formgestaltung des Bauteils anpassen. Zur Bewehrung können unterschiedlichste Fasermaterialien eingesetzt werden – von Glasfaser über Basalt und Aramid bis hin zu Carbon. Letzteres zeichnet sich durch extrem hohe Festigkeit und Beständigkeit aus. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die textile Struktur mit Sensoren beziehungsweise Heizfunktionen zu versehen und damit die Bauteile mit erhöhter Funktionalität auszustatten.

 Die Gestaltungsmöglichkeiten mit 3D-textilbewehrtem Beton sind vielfältig: Ein Hauptanwendungsgebiet sind Betonfassadenelemente, die sich durch geringes Eigengewicht, geringe Dicke sowie extrem hohe Biege-, Zug- und Schlagfestigkeiten auszeichnen. Da bei gleich starkem Fassadenaufbau eine stärkere Dämmung eingesetzt werden kann, stellt dies einen großen Vorteil für die energetische Fassadensanierung dar. Weitere Einsatzgebiete ergeben sich unter anderem in der architektonischen Gestaltung von Räumen und Objekten im öffentlichen, halböffentlichen und privaten Bereich – von Stadt-, Garten und Objektmöbeln über Bänke, Treppen und Balkone bis hin zu Kunstobjekten. Aber auch maßgeschneiderte Lösungen für Überdachungen und Wetterschutz sind mit 3D-textilbewehrtem Beton realisierbar.

Möbel und Kunstwerke

So wurden von der Betonwerke Hachmeister GmbH bereits Beton-Sonderfertigteile, Betonmöbel und Betonkunstwerke nach individuellen Vorgaben mit dem 3D-Textil Sitgrid angefertigt. Von der BD-Factory wurden mit Sitgrid Betonobjekte wie Wendeltreppen, Kaminbänke und Gartenstelen realisiert. Ob Schreibtische, Küchenzeilen, Pflanzkübel, Ziehharmonikawände, Leuchten und Lichtmasten oder Weißbetonstützen, mit 3D-textilbewehrtem Beton eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten in der Konstruktion und Gestaltung mit Beton.

Die Firma V. Fraas GmbH mit weltmarktführender Kompetenz im textiltechnischen Bereich bietet 3D-Textilien zur Armierung, speziell zur Bewehrung von Beton an. Seit 2010 sind die dreidimensionalen Textilien von V. Fraas als Plattenware in Serienfertigung erhältlich. Der Tochtergesellschaft V. Fraas Solutions in Textile GmbH ist es gelungen, eine Fertigungsstraße zu entwickeln, mit der diese 3D-Textilbewehrungen erstmals in großen Abmessungen hergestellt werden können. So sind seit April 2011 Plattenwaren in den Abmessungen 0,5 m x 0,5 m bis 2,0 m x 6,0 m erhältlich. Mit einer speziellen CAD-Software zur 3D-Simulationstechnolgie der Bewehrung sind individuelle Projekte realisierbar.