CurveTex: drapierfähige Textilbewehrung für doppelt gekrümmte Textilbetonelemente

(21.3.2019) Im Rahmen des Forschungsprojektes „CurveTex“ haben das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen, das Stanecker Betonfertigteilwerk und Penn Textile Solutions laut eigenen Angaben die weltweit erste doppelt gekrümmte Textilbetonfassade realisiert.

Musterfassade (Foto © Stanecker GmbH) 

„Mit dieser Neuentwicklung vereinen wir alle Vorteile des Textilbetons und ermöglichen die Drapierung von Beton ohne Faltenwurf. Möglich ist künftig eine flexible, nachhaltige und wirtschaftliche Gestaltung anspruchsvoller Fassaden mit Beton“, verspricht Markus Regenstein, Geschäftsführer bei Penn Textile Solutions. Demnach seien wellenförmige und kreisrunde Strukturen ebenso möglich wie freie Formen.

Zur Erinnerung: Textilbeton ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer Betonmatrix und Faserstoffen besteht. Zur Herstellung der textilen Bewehrung werden aus Endlos-Fila­menten zunächst Faserstränge und schließlich textile Gelege mit einem Gitter in der gewünschten Maschenweite erzeugt. Die textile Bewehrung wird mittels unterschiedlicher Verfahren schließlich in einen Feinbeton eingebettet. Bereits seit Mitte der 1990er Jahre wird der Werkstoff an den Universitäten in Dresden und Aachen erforscht und weiterentwickelt. „Das korrosionsbeständige Material kommt mit einer sehr geringen Betondeckung aus, bietet dabei eine extrem hohe Tragfähigkeit und eine lange Lebensdauer. Aufgrund der Wandstärken von nur wenigen Zentimetern ermöglicht Textilbeton die Herstellung extrem leichter und schlanker Bauteile“, erinnert Gözdem Dittel, wissenschaftliche Mitarbeiterin des ITA der RWTH Aachen University.

Neue Entwurfsspielräume

Die Idee des Textilbetons an sich ist nicht neu. Allerdings konnten Textilbetonelemente bisher nur als flache Platten, flache Sandwichstrukturen oder einfach gekrümmte Baustrukturen hergestellt und eingesetzt werden. Die Formbarkeit und Drapierfähigkeit der bisher genutzten Standardtextilien war aufgrund der nicht-elastischen, textilen Gitterstruktur begrenzt. Zur Herstellung doppelt gekrümmter Elemente waren diese Textilien nicht geeignet, da sich entweder unerwünschte Falten bildeten oder die Fasern durchtrennt werden mussten. In beiden Fällen konnte die Bewehrung die unter Belastung auftretenden Kräfte nicht aufnehmen.

„Die Mischung des Geleges ermöglicht die Verformbarkeit der textilen Bewehrung“, erklärt Regenstein. Penn Textile Solutions bringt dazu Glasfasern in die elastische Ware ein und erhöht so die Flexibilität des Geleges:

Foto © Penn Textile Solutions 

Im Rahmen des Forschungsprojekts hat das ITA Materialprüfungen, Auswertungen und Beschichtungsversuche an den von Penn Textile Solutions zur Verfügung gestellten textilen Flächen durchgeführt. „Die kraftaufnehmende Faser des Geleges lag dabei stets fadengerade im Bogen. Unsere schlimmsten Befürchtungen bestätigten sich damit nicht“, erläutert Gözdem Dittel die Herausforderung während der Materialprüfungen.

Um Kräfte in beide Richtungen aufnehmen zu können, wurden zwei Gelege in unterschiedlichen Richtungen übereinander gelegt. Anschließend wurden die Gelege verharzt und in Beton gegossen. Das Projektergebnis stellt eine Musterfassade aus zwölf filigranen Textilbetonfassadenelementen dar.

Die Fassade mit den Maßen 4,83 x 2,42 x 0,03 Meter wiegt rund 200 kg weniger als ein entsprechendes Stahlbetonpendant und ist ausgestellt im Betonteilfertigwerk des Unternehmens Stanecker, das unter anderem an der Realisierung des Elbphilharmonie-Daches beteiligt war. Die Betonspezialisten waren für die Entwicklung des dazugehörigen Produktionsprozesses verantwortlich. „Durch die schlanke Konstruktion verringert sich das Gewicht, so dass sich nicht nur die gestalterischen Möglichkeiten erhöhen, sondern sich auch der Bauablauf effizienter gestalten lässt. Bauzeiten können dadurch erheblich verringert werden“, erläutert der Penn Textile Solutions-Geschäftsführer die weiteren Vorteile der Neuentwicklung.

Weitere Informationen zu Textilbewehrungen und doppelt gekrümmten Textilbetonelementen können per E-Mail an Penn Textile Solutions bzw. per E-Mail an Stanecker angefordert werden.