Im Laufe vieler Jahrzehnte hat sich Beton als meistverwendeter Baustoff durchgesetzt. Dabei hat er in seiner reinen Form eine physikalische Schwäche: Er weist zwar eine hohe Druckfestigkeit auf, seine Zugfestigkeit lässt jedoch zu wünschen übrig. Um diesen Nachteil auszugleichen, haben sich verschiedene Arten von Bewehrungen in Beton als Hilfsmittel der Wahl etabliert, zumeist in Form von Stahlmatten oder -fasern. Doch auch der Werkstoff Stahl hat Optimierungspotenzial, so ist seine Herstellung energieintensiv und er ist vergleichsweise schwer und anfällig für Korrosion.  

Eine moderne, deutlich nachhaltigere Alternative sind daher Polymerfasern. Diese werden dem noch flüssigen Beton beigemischt und bilden dann im Inneren des Betons ein dreidimensionales Bewehrungsnetz. Mit ihnen kann in bestimmten Anwendungsfeldern die konventionelle Stahlbewehrung teilweise oder komplett ersetzt werden. Zu typischen Anwendungen zählen etwa Industrieböden oder Freiflächen, Böden im landwirtschaftlichen Bereich, Verkehrsflächen sowie Betonfertigteile.

Positive Effekte

Zu den physikalischen und funktionalen Vorteilen von Polymerfasern zählt unter anderem ihr geringes Gewicht. Bauteile mit Polymerfaserbewehrung sind leichter, auch geht die Verarbeitung deutlich schneller, da ein zeitaufwändiges Verlegen zum Beispiel von Stahlmatten entfällt. Außerdem sind Polymerwerkstoffe korrosionsunempfindlich, was die Dauerhaftigkeit der Betonbauteile deutlich verbessert und damit auch die Gesamtlebenszeit von Bauteilen und Bauwerken.

Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit von Konstruktionen ist aber vor allem der energetische Vorteil bedeutsam. So tragen Polymerfasern zur CO₂-Reduktion bei, da ihre Herstellung im Vergleich zum Stahl signifikant weniger Energie erfordert.

In Zahlen

Beispielsweise können durch die Verwendung von Polymerfasern in Industrieböden pro m³ Beton 20 kg Stahlfasern durch 5 kg Polymerfasern ersetzt werden. Mit Blick auf das Global Warming Potential (GWP) der Bewehrung ergibt sich eine mögliche CO₂-Reduktion von 75 %. Umgerechnet auf die rund 8 Millionen m² Betonboden, die jährlich in Deutschland eingebaut werden, ergibt das ein Einsparpotenzial von rund 63.000 Tonnen CO₂ pro Jahr.

Ein weiteres Beispiel sind Betonfertigteile, in denen Polymerfasern ebenfalls teilweise oder komplett die Stahlbewehrung ersetzen können, so etwa Winkelstützelemente. In einem rund 1 Meter hohen Element ersetzen 0,6 kg Polymerfasern rund 8 kg Stahl. Hier ist eine CO₂-Reduktion von rund 70 % des GWP für die Bewehrung die Folge. Hier wäre mit Blick auf den deutschen Bedarf von rund 360.000 m³ Beton für Winkelstützelemente eine Einsparung von 5.500 Tonnen CO₂ die Folge.

Fazit

So kann moderne Polymerfaserbewehrung im Beton für merkliche Nachhaltigkeitsvorteile im Vergleich zum konventionellen Stahl sorgen. Gleichzeitig machen sie Bauteile leichter und verkürzen Verarbeitungszeiten, senken die Baukosten und erhöhen außerdem auch die Lebensdauer von Bauwerken.