Ein Weg in die Zukunft für den Betonbau
CPC – carbon prestressed concrete – ist eine alternative Bauweise zum konventionell verwendeten Stahlbetonbau. Die Stahlbewehrung ist ersetzt durch mehrere Lagen stark vorgespannter Carbondrahtnetze. Dank der viel höheren Zugfestigkeit von Carbon gegenüber gebräuchlichem Baustahl, des Wegfalls der ansonsten notwendigen hohen Bewehrungsüberdeckung und, der Vorspannung der Carbonfasern können äusserst schlanke Tragkonstruktionen realisiert werden. Gerade auch die Nachhaltigkeit von Betonbauten wird dadurch um Faktoren verbessert. Innerhalb einer grösseren Forschungsarbeit wurden stahl- und klebefreie Verbindungen zwischen CPC-Platten entwickelt. Erst dank dieser neuartigen Verbindungstechnik konnten die zwei hier gezeigten Bauwerke in dieser Reduziert- und Einfachheit gebaut werden. Darum wird in diesem Bericht vertieft auch auf diese Verbindungstechnik eingegangen. Beim zweiten Bauwerk kam zudem eine komplett neue Betonklasse zur Anwendung.
Zurzeit liegt das Einsatzgebiet der CPC-Platten hauptsächlich bei sekundären Tragelementen. Bohlenbeläge bei Steganlagen oder Brücken, Balkonplatten und Treppentritte werden daraus gefertigt. 2016 konnte das erste eigenständige Gesamttragwerk, die «Leichteste Betonbrücke der Welt» (Eulachbrücke Campus Tin Winterthur, Schweiz) in CPC-Bauweise erstellt werden. Es zeigte sich, dass die Ökobilanz enorm gut war im Vergleich zu einer Stahlbetonbrücke. Die eingeklebten metallischen Anker in den Verbindungen zwischen den metallfreien CPC-Platten überzeugten aber noch nicht vollends. Um mit der CPC-Bauweise ganze Bauwerke vollständig metallfrei erstellen zu können, werden an der ZHAW zusammen mit der cpc AG im Rahmen eines durch die Innosuisse unterstützen Forschungsprojekts Steckverbindungen entwickelt, welche ein überraschend hohes Tragvermögen aufweisen. Mit diesen Verbindungen soll in einer ersten Phase ein Modulbrückensystem für Fussgänger, Radfahrer und Unterhaltsfahrzeuge entwickelt werden, welches bis zu Spannweiten von über 16 m eingesetzt werden kann. Dabei kommt neben der Metallfreiheit auch dem ökologischen Fussabdruck eine zentrale Bedeutung zu.
Den Ausführlichen Artikel von Ernst & Sohn Special 2022 zum Thema «Spezialfälle und Sonderlösungen» können Sie hier herunterladen:
PDF-Datei Artikel Ernst & Sohn Special 2022 «Spezialfälle und Sonderlösungen»