Textilbeton ist ein Verbundwerkstoff aus Feinbetonmatrix und textilen Hochleistungsfasern aus Carbon, alkaliresistentem Glas (AR-Glas) oder Basalt. Der entscheidende Unterschied zur klassischen Stahlbewehrung: Die Fasern korrodieren nicht, weshalb Sie auf die dicke, dichte Betondeckung verzichten können, die Bewehrungsstahl zum Korrosionsschutz braucht. Das Ergebnis sind sehr dünne, dennoch tragfähige Schalenbauteile – ein Vorteil, der sich auch beim Auftrag dünner Verstärkungsschichten bei der Instandsetzung von Bestandsbauteilen nutzen lässt. Carbonfasern aus diesem Material werden auch als Carbonbeton bezeichnet.

Welche Fasern kommen zum Einsatz – und wie unterscheiden sie sich?

Laut Daten des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden unterscheiden sich die drei gängigen Fasertypen deutlich in Zugfestigkeit, E-Modul und thermischer Beständigkeit:

  • Carbon: Filament-Durchmesser 7–8 μm, Zugfestigkeit 3,2–4,6 · 10³ N/mm², thermische Beständigkeit bis 2000 °C
  • AR-Glas: Filament-Durchmesser 25–28 μm, Zugfestigkeit 2,0–2,2 · 10³ N/mm², thermische Beständigkeit 700–800 °C
  • Basalt: Filament-Durchmesser 12–15 μm, Zugfestigkeit 2,0–2,6 · 10³ N/mm², thermische Beständigkeit 700–800 °C

Für die textile Bewehrung werden aus bis zu 10.000 Endlos-Filamenten Rovings gebündelt und auf Nähwirkmaschinen zu Gelegen mit definierter Maschenweite verarbeitet. Diese Gelege lassen sich in Kraftrichtung im Bauteil ausrichten – ein Vorteil gegenüber ungerichteten klassischen Faserbetonen.

Wie wird Textilbeton auf der Baustelle bzw. im Werk verarbeitet?

Für den kraftschlüssigen Verbund muss der verwendete Mörtel bzw. Feinbeton möglichst fein und fließfähig sein, damit er die Rovings vollständig umschließt. In der Praxis haben sich vier Verfahren etabliert:

  • Laminieren: Feinbeton und Textil werden abwechselnd in Lagen in horizontaler Schalungslage aufgebracht – geeignet für zweidimensionale Platten.
  • Gießen: Die eingelegte Textilbewehrung wird in einem Arbeitsgang mit Beton vergossen. Bei hohen Bewehrungsgraden stößt das Verfahren an Grenzen, da der Feinbeton die Rovings dann nicht mehr vollständig umfließen kann.
  • Spritzen: Ähnlich dem Laminieren, aber sowohl horizontal als auch vertikal anwendbar – auch bei hohem Bewehrungsgrad.
  • Schleudern: Verdichtung durch Rotation um die Längsachse, vor allem für Rohre, Masten und Pfähle. Da der Schleuderprozess zum Einlegen der textilen Bewehrung jeweils unterbrochen werden muss, ist der Zeitaufwand hoch.

Für Sie als Verarbeiter heißt das: Die Wahl des Verfahrens hängt direkt vom Bauteil und vom gewünschten Bewehrungsgrad ab. Bei filigranen Fassadenelementen oder Schalendächern ist Laminieren oder Spritzen Standard, bei Rundprofilen führt am Schleudern kein Weg vorbei.

Was unterscheidet das Tragverhalten von Textilbeton gegenüber Stahlbeton?

Tragfähigkeit entsteht durch die Kraftübertragung von der Feinbetonmatrix auf die Filamente eines Rovings. Problematisch ist dabei, dass nur ein geringer Teil der Filamente vollständig in die Matrix eingebunden ist – Kontaktfläche und Verbundqualität zwischen Filament und Matrix entscheiden über die tatsächlich nutzbare Tragfähigkeit. Ein Ansatz zur Verbesserung ist das Verkitten der Filamente mit Epoxidharz, das in die Hohlräume eindringt. Weil sich Material- und Verbundeigenschaften von Stahlbeton und Textilbeton grundlegend unterscheiden, lassen sich die etablierten Bemessungsverfahren für Stahlbeton nicht unverändert übertragen. Im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs wurden deshalb empirische Faktoren zur Berechnung der Tragfähigkeit erarbeitet.

Wo wird Textilbeton heute eingesetzt – und wie steht es um die Zulassung?

Haupteinsatzfelder sind derzeit Brückenbau, Dachschalen, Fassadenelemente und die Instandsetzung von Bestandsbauteilen. Für tragende Bauteile ist der Einsatz bislang nur über eine Zustimmung im Einzelfall oder eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) möglich – ein genereller bauaufsichtlicher Freibrief für tragende Anwendungen besteht also noch nicht. Wer Textilbeton in tragenden Bauteilen plant, muss diesen Zulassungsweg frühzeitig in die Projektplanung einkalkulieren, da er zusätzliche Abstimmung mit der Bauaufsicht erfordert.

Praxis-Take-away: Textilbeton lohnt sich überall dort, wo Bauteildicke, Eigengewicht und Korrosionsschutz begrenzende Faktoren sind – etwa bei Instandsetzungsschichten oder filigranen Schalen. Prüfen Sie vor Projektstart, ob eine abZ vorliegt oder eine Zustimmung im Einzelfall eingeholt werden muss, und wählen Sie das Herstellungsverfahren passend zur Bauteilgeometrie: Laminieren für flache Platten, Spritzen für vertikale Bauteile mit hohem Bewehrungsgrad. Hintergrund zu verwandten Verstärkungssystemen liefert der Beitrag zu Faserverbundwerkstoffen (FRP) in der Bauwerksverstärkung, Grundlagen zur Zementmatrix finden Sie im Lexikoneintrag Zementmatrix.