Die Menschheit wächst und mit ihr auch der Ressourcenbedarf, der schon heute die Regenerationsfähigkeit der Erde übersteigt. Ein schonender und effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen wird daher immer mehr zum Schlüssel für die Zukunftsfähigkeit einer Gesellschaft. Nicht nur die Mobilität, die heutzutage oft mit alternativen Antriebskonzepten Schlagzeilen macht, steht im Fokus, sondern auch der steigende Bedarf nach Wohnraum, ausgelöst durch die stetig steigende Bevölkerung und deren Urbanisierung.

Bereits heute leben mehr als 50 % der Weltbevölkerung in Städten, 2030 werden es, UN-Prognosen zufolge, rund 5 Mrd. Menschen sein (> 60 %) sein. Die immense Ausdehnung der Städte stellt die Gesellschaft vor eine Vielzahl von Herausforderungen: landwirtschaftliche Produktion, Waldwirtschaft, Biodiversität und die Sicherstellung der Wasserversorgung. Doch ein Thema wird bei der Diskussion über die Urbanisierung und um nachhaltige Lösungsansätze oft vernachlässigt: die Baustoffe, mithilfe derer die Megacitys errichtet werden – und das, obwohl gerade diese das Fundament für eine nachhaltige Urbanisierung wären.

Ein Hoffnungsträger für moderne Städte
Städte, Metropolen und Megacitys: Das Erscheinungsbild ist heute im Wesentlichen durch den Baustoff Stahlbeton geprägt. Ein Hauptbestandteil im Beton ist der Sand. Bisher völlig verkannt, da überall verfügbar. Bausand wird jedoch knapp, vor allem, da zahlreiche andere Industrien diesen ebenfalls als Rohstoff benötigen. Der weltweite Sandverbrauch wird von den Vereinten Nationen auf jährlich ca. 40 Mrd. t geschätzt, was zur Folge hat, dass die natürlichen Sandreserven der Welt so langsam zur Neige gehen. Baubooms in China und Indien sorgen weiter für Knappheit. Allein China macht ein Fünftel der weltweiten Sandimporte aus, so berichtet es die Trade Statistics Branch der Vereinten Nationen. Selbst die Wüstenstadt Dubai setzt auf Importe, um ihren enormen Bedarf zu decken. Allen Warnungen zum Trotz wird auch für die Zukunft eher ein Anstieg, als ein Abflachen, der weltweiten Nachfrage von Bausand prognostiziert.
Forscher haben diese Entwicklung vielleicht nicht vorhergesehen, jedoch aber die Entwicklung der Megacitys und den damit einhergehenden Bedarf an Wohnraum und Infrastruktur, der die Idee von Leichtbau durchaus gefördert hat. Hier spielt Textilbeton bereits seinen ersten großen Vorteil gegenüber dem üblichen Stahlbeton aus. Durch die Verwendung von Carbon- oder Glasfaser für die Armierung, wird das Gewicht des Bauteils erheblich reduziert. Vor allem aber lässt sich die benötigte Betonmenge um bis zu 70 % verringern. Damit einhergehend reduziert sich auch die Sandmenge. Die wesentlichen Einsparungen von Beton werden durch den Wegfall der Korrosionsschutz­ummantelung erzielt, da die verwendeten Fasern nicht rosten können. Das ermöglicht neben einem geringeren Wasser- und Energieverbrauch, auch eine Verringerung des CO₂-Ausstoßes bei der CO₂ intensiven Zementherstellung und einen geringeren logistischen Aufwand. Insbesondere im Hinblick auf die Emissionslimitierung von CO₂ und die Erreichung der Klimaziele, kann Textilbeton hier eine deutliche Verbesserung gegenüber seinem Pendant, dem Stahlbeton, erzielen und darüber hinaus zur Schonung bzw. Erhalt vorhandener Bauressourcen beitragen.

„Es ist die Aufgabe der Textilchemie, mit passenden polymeren Lösungen die Materialien Beton und Hochleistungsfasern optimal zu verbinden.“

Seit mehr als 20 Jahren beschäftigen sich Forscher weltweit mit der Idee, das bewährte Konzept des Stahlbetons auf Composite-Materialien zu übertragen. Nun können durch Herstellungsverfahren wie Laminieren oder Gießen, die gitter­förmigen Bewehrungstextilien aus Hochleistungsfasern in die Betonstruktur integriert werden. Hinzu kommt eine Spezialbeschichtung der Carbon- oder Glasfasern, zur Versteifung der Trägermatrix und Verbindung mit dem Zement. Dadurch können aus textilen Fasern tragfähige Betonteile entstehen. Die Tragfähigkeit von Carbon ist dabei sechsmal höher als die von Stahl und das bei nur einem Viertel der Dichte.
So lässt sich eine hochstabile Leichtbauweise mit zugleich deutlichen Vorteilen für die Umwelt realisieren. Textilbeton bietet hiermit nicht nur Potenzial für den Neubau und die zukünftige Erweiterung von Städten, sondern kann schon gegenwertig einen wesentlichen Beitrag zum Erhalt und bei der Sanierung bestehender Betonbauten durch einen minimalen Materialeinsatz leisten.

Die Mischung macht‘s
Um das gesamte Potenzial dieses neuartigen Werkstoffs zu nutzen, ist es die Aufgabe der Textilchemie, mit passenden polymeren Lösungen die Materialien Beton und Hochleistungsfasern optimal zu verbinden. Die CHT bietet unter der Marke Tecosit Lösungen für die Bauanwendung an und treibt die Entwicklung – auch für andere Anwendungen im Bereich der technischen Textilien – weiter voran.
Im Projektkonsortium „C3“, in dem rund 110 Partner gemeinsam daran arbeiten, Baumaterialien und -verfahren zu verbessern und somit die Kosten für Sanierung und Neubau u. a. von Brücken zu reduzieren, stellt die CHT das Referenzmaterial. Dieses ermöglicht den Einsatz von Textilbeton für alle Außenanwendungen bis 80 °C. Das C3-Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer Fördersumme von ca. 45 Mio. EUR (bis 2019) gefördert. Es ist eines der größten Bauforschungsvorhaben Deutschlands.
Für die CHT-Gruppe, die ihre traditionelle Kompetenz im Bereich der Textilchemie hat und auch über Know-how in der Bauchemie verfügt, stellt das Thema Textilbeton nicht nur einen innovativen Baustoff für die Zukunft dar. Das Unternehmen sieht darin eine klare Zukunftstechnologie, die zur Unterstützung einer nachhaltigen Urbanisierung bereits heute erfolgreich beiträgt.