Neue Carbonfaserbewehrung für digitalen automatisierten Betonbau

Herrn Professor Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr.-Ing. E.h. Hans-Wolf Reinhardt zu seinem 80. Geburtstag gewidmet
Mineralisch gebundene Carbonfaserbewehrung ist eine neue Art der Armierung für den Betonbau, die im Vergleich zu bestehenden, kunststoffgebundenen Carbonbewehrungen beträchtliche Vorteile aufweist. Die mineralische Imprägnierung erhöht die Leistungsfähigkeit der Bewehrung bei erhöhten Temperaturen, verbessert ihren Verbund mit der Betonmatrix und steigert deutlich die technologische Flexibilität, insbesondere im Hinblick auf die Digitalisierung und Automatisierung der Bauteilherstellung. Nach der Erläuterung der Technologie zur kontinuierlichen Imprägnierung von Carbongarnen mit speziell entwickelten, feinen mineralischen Bindemittelsuspensionen werden einige Beispiele für die automatisierte Herstellung von Bewehrungssystemen aus diesem neuen Verbundwerkstoff vorgestellt. Diese Fälle umfassen eindimensionale Elemente wie Stäbe und Lamellen, zweidimensionale Bewehrungen in Form von Matten und dreidimensionale Systeme wie Bewehrungskörbe für einen Balkon oder Schalenstrukturen. Schließlich wird kurz auf die Verwendung des neuartigen Komposits für die Bewehrung in hochautomatisierter additiver Fertigung wie Beton-3D-Druck eingegangen.

New Carbon Fiber Reinforcement for Digital, Automated Concrete Construction
Mineral-impregnated carbon fiber (MCF) is a new type of reinforcement for concrete construction, which exhibit significant advantages in comparison to existing polymer-based carbon fiber reinforcements. Mineral impregnation considerably improves the performance of the reinforcement at elevated temperatures, enhances its bond to the concrete matrix, and increases technological flexibility, especially with respect to digitized, automated production of concrete elements. First, the technology for continuous impregnation of carbon yarns with special fine mineral binder suspensions is explained. Then several examples for the automated manufacturing of reinforcement systems made of this new composite material are presented. These examples cover one-dimensional elements such as bars and strips, two-dimensional reinforcements in the form of mats, and three-dimensional cases such as reinforcing cage for a balcony or shell elements. Finally, the use of the novel reinforcement in conjunction with highly automated, additive construction technologies such as 3D-concrete-printing is discussed.