Am Fraunhofer WKI haben Forscher ein Flachsdrehergewebe mit einer biobasierten Beschichtung als Grundlage für eine Naturfaserbewehrung entwickelt. Die nachwachsenden Naturfasern sind regional oder europaweit verfügbar – und eine teilweise biobasierte Beschichtung tragen dazu bei, die CO2-Bilanz der Bauindustrie zu verbessern.

Textilbewehrte Betonbauteile mit einer nachhaltigen Naturfaserbewehrung besitzen ein ausreichendes Verbund- und Zugtragverhalten für den Einsatz im Bauwesen. Das haben die Forscher des Fraunhofer WKI in Zusammenarbeit mit der Hochschule Biberach und dem Industriepartner Fabrino nachgewiesen. Textilbewehrte Bauteile mit Naturfaserbewehrung könnten daher in Zukunft konventionell bewehrte Betonbauteile ersetzen und die Umweltbilanz im Bauwesen verbessern.

Nichtmetallische Bewehrungen für Betonbauteile werden derzeit häufig aus verschiedenen synthetisch hergestellten Fasern – zum Beispiel aus Glas- oder Kohlenstofffasern – hergestellt. Eine ökologische Alternative zu synthetischen Fasern bieten Flachs oder andere Naturfasern. Diese sind weithin verfügbar und sehr nachhaltig, unter anderem aufgrund ihrer nachwachsenden Rohstoffbasis, der Vorteile beim Recycling und des geringeren Energiebedarfs bei der Herstellung. An dieser Stelle setzten die Forscher des Fraunhofer WKI und der Hochschule Biberach in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner an. Ihr Ziel war es, zu zeigen, dass sich Verstärkungen aus textilen Fasern ebenso gut für den Einsatz im Bauwesen eignen wie synthetische Fasern.

“Am Fraunhofer WKI haben wir mit einer Webmaschine Drehergewebe aus Flachsfasergarn hergestellt. Um die Nachhaltigkeit zu erhöhen, haben wir eine Behandlung der Flachsgarne zur Verbesserung der Reißfestigkeit, Haltbarkeit und Haftung getestet, die im Vergleich zu petrobasierten Behandlungen ökologisch vorteilhaft ist”, erklärt Jana Winkelmann, Projektleiterin am Fraunhofer WKI. Bei der Beschichtung wurde ein üblicherweise verwendetes erdölbasiertes Epoxidharz erfolgreich durch eine teilweise biobasierte Imprägnierung ersetzt.

An der Hochschule Biberach untersuchten die Forscher das Verbund- und Zugtragverhalten sowie das einachsige Biegebelastungsverhalten von Betonbauteilen mit textiler Bewehrung aus Flachsfasern. Die Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass die naturfaserbasierten textilbewehrten Bauteile mit einer biobasierten Imprägnierung grundsätzlich geeignet sind. Die Eignung zeigte sich sowohl in einer deutlichen Erhöhung der Bruchlast im Vergleich zu un- und unterbewehrten Betonbauteilen als auch in fein verteilten Rissbildern.

Insgesamt tragen regional oder europaweit verfügbare, nachwachsende Naturfasern und eine teilweise biobasierte Beschichtung zu einer Verbesserung der CO2-Bilanz der Bauwirtschaft bei. Damit eröffnet sich für die energie- und rohstoffintensive Bauwirtschaft eine weitere Chance, den steigenden Umwelt- und Nachhaltigkeitsanforderungen gerecht zu werden. “Textilbewehrte Betone ermöglichen leichtere und schlankere Konstruktionen und bieten damit architektonischen Spielraum. Wir möchten die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von naturfaserverstärkten Betonen weiter erforschen”, sagt Christina Haxter, Mitarbeiterin am Fraunhofer WKI.