Der Durchbruch für Carbonbeton als Regelbaustoff rückt näher: Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) hat eine wegweisende Richtlinie veröffentlicht, die den Einsatz von nichtmetallischer Bewehrung in Betonbauteilen regelt. Damit entfällt künftig die bisher notwendige „Zustimmung im Einzelfall", sofern zugelassene Produkte verwendet werden. Dies erleichtert den Planungs- und Genehmigungsprozess erheblich und senkt die Hürden für Architekten und Ingenieure, die mit Beton und Carbonfasern arbeiten möchten.

Die Solidian GmbH aus Albstadt hat als einer der ersten Hersteller ein Carbonbewehrungsgitter auf den Markt gebracht, das die Anforderungen der neuen Richtlinie erfüllt. Solidian Grid erhielt sowohl eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) als auch eine allgemeine Bauartgenehmigung (aBG). Das epoxidharzgetränkte Carbongitter zeichnet sich durch hohe Zugfestigkeit und geringes Gewicht aus und kann sowohl in Fertigteilwerken als auch auf Ortbetonbaustellen eingesetzt werden.

Welche Vorteile bietet nichtmetallische Bewehrung gegenüber Stahl?

Nichtmetallische Bewehrungen wie Glas-, Carbon- und Basaltfaserbewehrungen bieten im Vergleich zur herkömmlichen Stahlbewehrung wesentliche Vorteile. Der wichtigste: Korrosionsbeständigkeit. Carbon rostet nicht. Dadurch kann die Betondeckung um bis zu 80 Prozent reduziert werden, was schlankere und leichtere Bauteile ermöglicht und den Materialbedarf verringert. Die Tragfähigkeit liegt sechsmal höher als bei Stahlbeton, die Dichte ist viermal geringer.

Dies spart nicht nur den wertvollen und fossilen Rohstoff Sand, sondern senkt auch die CO₂-Emissionen, die bei der Produktion entstehen. Experten schätzen die Lebensdauer dieses innovativen Baustoffes auf 150 bis 200 Jahre – ein Vielfaches der üblichen Lebensdauer von Stahlbetonkonstruktionen. Die Technologie steht damit im Zentrum der Diskussion um CO₂-neutralen Beton und ressourcenschonende Bauweisen.

Wo wird Carbonbeton bereits eingesetzt?

Solidian Grid eignet sich sowohl als statisch tragende wie auch als konstruktive Bewehrung für biegebeanspruchte Bauteile mit vorwiegend ruhender Belastung. Exemplarische Anwendungsgebiete sind Fassaden, Sandwichelemente, Balkone, Garagenbodenplatten sowie Fuß- und Radwegbrücken. Für den Einsatz können laut Hersteller alle Normalbetone nach DIN EN 206-1 verwendet werden. Die ausschließlich konstruktive Verwendung erlaubt auch die Kombination mit Stahlbewehrung sowie Anwendungen nach der Betonwerksteinnorm DIN 18500 bzw. DIN 18516.

Bereits seit einigen Jahren existiert auf dem Campus der Technischen Universität Berlin eine 13 Meter lange Spannbandbrücke. Die Wissenschaftler nutzen sie für Sicherheitstests rund um das Material Carbon. Weltweit existieren bereits einige dieser Brücken, jedoch meist nur für Fußgänger. Die Forschungen für Autobahnbrücken dauern an, da hier Aspekte wie Griffigkeit, Tragfähigkeit für große Automobile und Schwingungen in die Betrachtungen einfließen.

Ein weiteres Beispiel: Die öffentlichen Auftraggeber für eine Bogenbrücke im bayerischen Naila entschieden sich für das innovative Material, weil es eine Kostenersparnis von 15 Prozent gegenüber Stahlbeton ermöglichte. Die deutlich dünnere Spritzbetonschicht reduzierte zugleich das Betonaufkommen um 80 Prozent.

Was bedeutet die neue Richtlinie für die Baupraxis?

Die neue DAfStb-Richtlinie für nichtmetallische Bewehrung ist ein entscheidender Schritt zur Normalisierung von Carbonbeton im Hochbau. Bislang mussten Planer für jedes Projekt eine Zustimmung im Einzelfall beantragen – ein aufwendiges und zeitintensives Verfahren. Mit der Richtlinie und der Familienzulassung von Solidian Grid entfällt dieser Schritt für zugelassene Produkte. Das beschleunigt Genehmigungen und senkt Planungskosten. Die Bauaufsicht kann sich auf die Zulassung verlassen, Ingenieure müssen keine separate Prüfung mehr durchlaufen.

Die Technologie steht dabei in direktem Zusammenhang mit der Instandsetzung bestehender Bausubstanz. Carbonbeton eignet sich hervorragend zur Verstärkung und Instandsetzung von Stahlbetondecken und kann sowohl im Neu- als auch im Altbau eingesetzt werden. Die Marke Tudalit® erhielt bereits 2014 die erste allgemeine bauaufsichtliche Zulassung durch das Deutsche Institut für Bautechnik – weitere werden sicher folgen.

Welche Hürden bleiben bis zur Massenmarkt-Reife?

Die Forschungsinitiative C³ (Carbon Concrete Composite), ein Zusammenschluss von über 140 Forschungseinrichtungen, Verbänden und Unternehmen in ganz Deutschland, treibt die Entwicklung voran. Sie forscht unter anderem an Verfahren zur serienmäßigen Produktion sowie am Einsatz von Carbonbeton für Photovoltaik-Systeme. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) erforscht die Möglichkeit, Hauswände als kleine Solarkraftwerke zu nutzen. Die Wissenschaftler gehen der Frage nach, ob und inwieweit PV-Systeme in Fassadenelemente eingebunden werden können.

In naher Zukunft soll Carbonbeton 20 Prozent des Stahlbetons ersetzen, insbesondere beim Bau und der Instandhaltung von Brücken und Gebäuden. Das Unternehmen V. Fraas Solutions in Textile erhielt den Deutschen Zukunftspreis für Technik und Innovation, weil es ihm gelungen ist, erstmals serienmäßig textile Bewehrungen auf einer hochtechnologisierten Fertigungsstraße herzustellen. Textilbeton stellt eine Variante des Carbonbetons dar: Gitterartige Textilmatten aus Kohlenstofffasern werden zwischen die Feinbetonschichten gelegt.

Doch die größte Hürde bleibt der Preis. Solange Carbonbewehrung teurer ist als korrosionsanfälliger Bewehrungsstahl, wird der Einsatz auf Projekte mit hohen Anforderungen an Langlebigkeit oder Gewichtsreduktion beschränkt bleiben. Die neue Richtlinie und die Familienzulassung von Solidian schaffen jedoch die regulatorische Grundlage für Skaleneffekte – und damit für sinkende Preise. Wer heute Betoninstandsetzungssysteme plant, sollte Carbonbeton als Option auf dem Radar haben.