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StartseiteForschung aktuellBeton zum Biegen18.04.2007

Beton zum Biegen

Ultra-hochfester Beton aus Kassel ermöglicht filigrane Bauten

Bauingenieure der Universität Kassel haben den bisher härtesten Beton der Welt entwickelt. Durch seine hohe Stabilität lassen sich Häuser künftig aus extrem dünnen Teile bauen. Sie können rund und organisch geformt sein und sind sogar biegbar. Eine Fußgängerbrücke aus dem neuen Material haben die Ingenieure schon über die Fulda gespannt.

Von Björn Schwentker

Das neue Material könnte geschwungenen Formen aus Beton zu einer Renaissance verhelfen. (AP Archiv)
Das neue Material könnte geschwungenen Formen aus Beton zu einer Renaissance verhelfen. (AP Archiv)

Thomas Teichmann stapft über die Brücke. Der neuartige Beton, aus dem sie gegossen ist, hat einen ganz eigenen Klang, sagt der Bauingenieur. Zusammen mit Kollegen von der Universität Kassel hat er die 133 Meter lange Fußgängerbrücke über die Fulda geplant. Und das Material erfunden, aus dem sie gebaut ist: UHPC - ultrahochfester Beton. Mit normalem Beton hat er nicht mehr viel gemeinsam, sagt Thomas Teichmann, der jetzt einen kleinen Hammer herausholt und beginnt, auf die Brückendecke zu klopfen.

" Das klingt viel höher, wir haben viel dünnere Bauteile, die viel leichter schwingen können, sind viel, viel fester, und dadurch ergeben sich da höhere Frequenzen, und das hört man ja - hoher Klang, fast wie eine Stahlplatte. Dieser Beton kommt ja schon sehr, sehr nah an Stahl heran. "

Tatsächlich ist UHPC fast so fest wie Stahl. Dabei sind in seinem Inneren nicht einmal mehr stabilisierende Metallgitter verlegt, die so genannte Bewehrung. Stattdessen kommt der Stahl direkt in den Betonmischer, sagt Thomas Teichmann.

" Hier bei dieser Brücke wurden 17 Millimeter lange Stahlfasern eingesetzt, mit einem Durchmesser von 0,15 Millimetern. Wenn Sie in so eine Tüte reingreifen, haben Sie schnell mal, etliche in der Hand stecken, das ist auch sehr schmerzhaft, allerdings dann nicht mehr, wenn sie im Beton gebunden sind. "

Dann halten die feinen Stahlfäden den Beton zusammen, machen ihn extrem bruchfest und sogar biegbar. So wurde die Decke der Kasseler Fußgängerbrücke als gerades Stück gegossen und dann einfach auf gebogene Stahlträger über die Fulda gespannt. Dabei ist die Decke nur wenige Zentimeter dick. Fest genug ist sie trotzdem. Denn der UHPC-Beton ist so dicht wie kein anderer. Seine Zutaten sind mathematisch so optimiert, dass es darin keine Poren mehr im gibt. Selbst die kleinste Lücke wird ausgefüllt.

" Zum Zement kommt noch ein Silikastaub dazu, der ist sehr, sehr fein, der liegt so im Bereich 0,2 Mikrometer, ist also fast schon ein nanofeiner Stoff, dann kommen dazu verschiedene Quarzmehle, es kommen dazu ausgewählte Sande und ausgewählte Zemente. "

Alle Zutaten werden wie gewöhnlich in der Mischmaschine vermengt. Weil der neue Beton keine Stahlbewehrung mehr braucht, könne er in jede beliebige Form gegossen werden, sagt Gregor Zimmermann. Er ist ebenfalls Bauingenieur an der Universität Kassel. Für den UHPC hat er eine neue Verschalung erfunden. Sie besteht nicht aus Brettern, sondern aus Plastikfolien, die einfach aufgeblasen werden - so ähnlich wie bei einer Traglufthalle.

" Und zwar wird auf diese Traglufthalle noch mal eine zweite Membrane draufgeschweißt, und dadurch entstehen ähnlich wie bei einer Luftmatratze Luftkammern. Und in diese Kammern, da wird der Beton reingepumpt. "

Der Beton härtet aus, und das Tragwerk ist fertig. Verwendet man die Plastikmembran als Wand, steht schon das gesamte Gebäude. In kürzester Zeit ließen sich so riesige Hallen aufbauen, sagt Gregor Zimmermann. Zudem werde Material gespart. Denn weil er so fest ist, kann UHPC viel größere Lasten tragen als normaler Beton, obwohl die Bauteile viel dünner sind.

" Und man kann auch alles rund bauen, natürlich aber auch in anderen Formen. Es gibt natürlich Randbedingungen, die man einhalten muss, die hängen einfach mit der Physik, mit der Schwerkraft zusammen, aber die Form ist doch variabler, als sie in der üblichen Technologie bislang möglich war. "

Doch nicht nur Architekten könnte sich über den neuen Beton freuen. Verschalt man ihn zum Beispiel in Glas, wird seine Oberfläche fast spiegelnd. So wird er zu hochwertigem Material für Designer. Und die könnten daraus viel mehr machen als nur Häuser. Zum Beispiel Möbel: Tischplatten, Stühle oder Waschbecken.

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