CO₂-Reduktion durch maschinell hergestellte Bewehrungsmatten aus basaltfaserverstärktem Kunststoff

Innerhalb des Projektes „Rebweave“ arbeiten die Hochschulen Aalen und Ulm gemeinsam mit den Unternehmen Zweigart & Sawitzki GmbH & Co. KG und C-Con GmbH & Co. KG an der Entwicklung eines serientauglichen Verfahrens zur Herstellung hochfester Bewehrungsmatten aus basaltfaserverstärktem Kunststoff (BFRP). Die Baubranche gilt aufgrund der energieintensiven Zementherstellung als einer der größten Verursacher von Treibhausgasemissionen. Die Verwendung von nichtmetallischen Bewehrungselementen im Stahlbetonbau ermöglicht eine Reduktion der notwendigen Betonquerschnitte und damit der benötigten Betonmenge, was die Einsparung an Ressourcen und CO₂-Emissionen erlaubt.

Im Vergleich zu konventionellem Baustahl bietet BFRP Vorteile hinsichtlich Zugfestigkeit, Gewicht und Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus ist seine Herstellung kostengünstiger sowie energie- und ressourcenschonender im Vergleich zu kohlenstoffbasierten Faserverbundwerkstoffen. Am Ende des Lebenszyklus kann das Verbundmaterial
BFRP/Beton umweltschonend aufbereitet werden, da eine Trennung der Komponenten entfällt.

Durch gewebte Strukturen aus BFRP wird eine Möglichkeit zur Bereitstellung formstabiler Bewehrungsmatten geschaffen. Gleichzeitig soll durch die ondulierte Gewebestruktur die Einbindung im Beton verbessert werden, wodurch die Verbundfestigkeit gesteigert wird. Die Innovation des Projektes liegt in der Realisierung der Webtechnologie unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften von BFRP sowie der Skalierung des Prozesses. Hierzu wird der Fertigungsprozess in Form eines digitalen Zwillings der Webmaschine modelliert.

Die notwendigen Werkstoffparameter werden durch mechanische Prüfungen der Faserverbundstäbe unter Zug- und Biegebeanspruchung ermittelt. Dabei wird das zu Stahl sehr unterschiedliche Materialverhalten ersichtlich, das anhand des strukturellen Aufbaus beider Werkstoffklassen erläutert wird. Erste Untersuchungsergebnisse zum Werkstoffverhalten im Betonverbund zeigen das Potenzial der Bewehr-ungsmatten aus BFRP.