Hohe Anfälligkeit für Korrosion und große Mengen an Zement – die Schwachstellen des klassischen Stahlbetons sind nicht von der Hand zu weisen. „Inzwischen gibt es weitaus modernere Materialien und Möglichkeiten den Betonbau nachhaltiger zu gestalten. Besonders der Carbonbetonbau eignet sich sehr gut, um Betonbauteile mit weniger Ressourcen und geringeren CO₂-Emissionen herzustellen.“, sagt Prof. Dr.-Ing. Christian Kulas, der sich bereits seit seiner Promotion an der RWTH Aachen mit innovativen Lösungen im Bereich Betonbau und insbesondere mit dem Bauen mit nichtmetallischen Bewehrungen beschäftigt. 

Beton und Carbongitter im Detail
Beton und Carbongitter im Detail

Mit seiner Berufung an die Hochschule Biberach (HBC) im Jahr 2023 brachte er diesen Forschungsschwerpunkt mit in die Fakultät Bauingenieurwesen und Projektmanagement. Der Stahlbetonbau ist heutzutage der meist verwendete Konstruktionswerkstoff im Bauwesen und kann insbesondere im Ingenieurbau nicht durch andere Baumaterialien ersetzt werden. Deshalb besteht die Aufgabe der Planenden und Forschenden darin, Alternativen zum klassischen Stahlbeton zu etablieren – das treibt den leidenschaftlichen Professor für Massivbau und konstruktiven Ingenieurbau an.

Carbonbewehrungen, selbst wiederum ein Verbundstoff, welcher aus mit Epoxidharz getränkten Kohlestofffasern besteht, ist der breiten Öffentlichkeit unter anderem durch den Einsatz in Sportgeräten wie hochwertigen Rennrädern oder Skiern bekannt. Aber auch in der Luft- und Raumfahrt wird der Werkstoff vor allem aufgrund seiner enormen Festigkeit bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht geschätzt. Nach ausgiebiger Grundlagenforschung seit Ende der 1990er Jahre beschäftigen sich heute namhafte Ingenieurbüros und renommierte Industrieunternehmen aus der Baubranche mit dem Werkstoff. Zudem ist in den letzten Jahren ein starker Anstieg der Projekte zu verzeichnen, bei welchen Carbonbeton eingesetzt wird. Ein Hauptgrund hierfür, liegt sicherlich darin, dass seit vorletztem Jahr eine Richtlinie des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) zur Bemessung und Ausführung von Betonbauteilen mit nichtmetallischen Bewehrungen vorliegt. „Damit steht den Tragwerksplanenden ein wichtiges Hilfsmittel zur Verfügung, um Betonbauteile ressourcenschonend und CO₂-minimierend auszuführen.“ erklärt Kulas. „Das nachhaltige Bauen ist mit der Richtlinie deutlich einfacher geworden.“

Der Carbonbetonbau eignet sich sehr gut, um Betonbauteile mit weniger Ressourcen und geringeren CO₂-Emissionen herzustellen.

Prof. Dr.-Ing. Christian Kulas

Solche Hürden herunterzusetzen, das treibt Christian Kulas auch in seiner ehrenamtlichen Tätigkeit im Vorstand des C³‑Verband (Carbon-Concrete-Composite) an. Der Verband gründete sich im Jahr 2022 aus dem gleichnamigen Forschungsprojekt und bringt die Carbonbetonbauweise mit zahlreichen Mitgliedern aus Planung, Industrie und Forschung weiter voran. Bei den jährlich in Dresden stattfindenden Carbonbetontagen, werden die aktuellen Entwicklungen einem Fachpublikum präsentiert.

Interdisziplinärer Austausch und die enge Vernetzung von Forschung und Praxis sind elementare Aspekte für eine zukunftsorientierten Wandel im Bau. Das Beispiel Carbonbeton zeigt: So werden Grundlagen geschaffen, innovative Ansätze in die praktische Anwendung zu überführen und diese im Idealfall nachhaltig im Bauwesen etabliert.

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Bühnenbild: © by Stefan Gröschel