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Carbonbeton: Sparsam und effektiv

Im tschechischen Industriepark Libravské Údolí waren 3.300 Quadratmeter Industrieböden in drei Hallen nach vielen Jahren starker Beanspruchung sanierungsbedürftig geworden. Nach einem Vergleich und dem Abwägen zwischen Erneuerung oder Sanierung des Bodens, entschied man sich für die Instandsetzung und die bautechnischen Verstärkung mit Carbonbeton.

Die tschechische Firma Immogard vermietet an verschiedenen Standorten Industrieflächen, unter anderen im Industriepark Libravské Údolí. Hier wiesen 3.300 Quadratmeter der Böden starke Mängel auf. Aufgrund der stark sanierungsbedürftigen Böden und der schwierigen Untergründe – minderfester Altbeton mit partiellen Ausbrüchen und Rissen, teilweise mit nicht tragfähigen Beschichtungen – sollte eine robuste und dauerhafte Lösung zur Erneuerung des Fabrikbodens umgesetzt werden. Zudem mussten hohe Nutzungsanforderungen als Produktionshalle mit dynamischen Sonderlasten durch bis zu 15 Tonnen schwere Maschinen sowie Staplerverkehr berücksichtigt werden.

Die Randbedingungen und Gegebenheiten eröffneten zwei Alternativen für die Erneuerung der Hallenböden: Den kompletten Rück- und Neubau der Böden aus Stahlbeton oder die Sanierung mit Carbonbeton. Nach einem Vergleich und einer Kostenermittlung beider Varianten fiel die Entscheidung auf die Sanierung mit der Carbonbewehrung: die Carbonbeton-Variante lag circa 20 Prozent unter der Stahlbeton-Variante. Auch der Zeitfaktor spielte eine Rolle: Eine Sanierung mit Carbonbeton erlaubt eine schnelle Instandsetzung mit Ausfallzeiten von zwei bis drei Wochen vom Start des Projektes bis zur vollen Belastbarkeit und Nutzung des Bodens mit schweren Maschinen und Staplern. Zum Vergleich: Der vollständige Rück- und Neubau einer zwölf Zentimeter starken Stahlbeton-Bodendecke ohne Beschichtung dauert acht bis zehn Wochen.

Hitex_Gefräster-Boden
In der größten der drei Hallen mussten einer bis vier Zentimeter der alten Bodenbeschichtung abgefräst werden. (Alle Abb.: Hitex GmbH)

In Kooperation zwischen der Hitexbau GmbH und der Koch GmbH aus Kreuztal, einem Spezialisten für Carbonbeton-Anwendungen im Sanierungsbereich, wurde ein Instandsetzungskonzept erarbeitet. Die Hitexbau selbst produziert auf modernen Wirkmaschinen und mit eigenen Beschichtungsanlagen Armierungsgitter für Beton aus Carbon, Basalt und AR-Glas. In einem vollautomatischen Prozess können besonders großflächige und vielfältige Hochleistungs-Carbongelege kostengünstig für die Baubranche hergestellt werden.

Stemmen, Fräsen, Schleifen, Kugelstrahlen
Ziel der Instandsetzung war ein mechanisch stark beanspruchbarer, abriebarmer Boden. Für die neuen Industrieböden der drei Fabrikhallen kamen je nach Beschaffenheit unterschiedliche Arten der Untergrundvorbereitung zur Ausführung – Stemmen, Fräsen, Schleifen, Kugelstrahlen. Im Anschluss an die Grundierung der Flächen wurden rund 5.000 Quadratmeter Carbonbewehrung verlegt. Abgestimmt auf die unterschiedlichen Oberflächen wurden nach vorherigen Tragfähigkeitsberechnungen flexible und starre Gitter-Gelege diverser Geometrien verwendet. Die Instandsetzung von industriellen Böden mit Carbonbeton erfolgt in sechs zeitnahen, zum Teil abschnittsbezogen, parallelen Schritten: Abfräsen, Kugelstrahlen, Grundieren, Carbon-Gelege aufbringen, Egalisierungsschicht, abriebfeste Deckschicht. Im Projekt in Tschechien wurde der Altbeton in der mit 2.300 Quadratmetern größten der drei Hallen zunächst zwischen einem und vier Zentimetern der Oberfläche abgefräst und anschließend zum besseren Verbund kugelgestrahlt. In den beiden kleineren Hallen (380 m² und circa 600 m² mit altem Fliesenbelag) war lediglich Kugelstrahlen notwendig.

Hitex_Carbonbewehrung
Die Carbonbewehrungen wurden ein- bis dreilagig verarbeitet.

Anschließend wurden Grundierungen, für normal saugende Untergründe auf Acrylatbasis und bei minderfesten oder nicht saugenden Untergründen auf Epoxidharzbasis – mit Quarzsandeinstreuung – aufgebracht. Im nächsten Schritt applizierten die ausführenden Unternehmen als Ausgleichsschicht und zum Einbetten der Carbongelege maschinell einen zementgebundenen Industrie-Fließestrich. Als Bewehrungen wurden – je nach Bodenbeschaffenheit – ein- bis dreilagige Rollen- und Mattenware verarbeitet. Wo ein Aufschwimmen der Gelege zu erwarten war, wurden diese zuvor am Boden fixiert.

Hitex_Beschichtung
135 Tonnen Betonersatzsystem wurden per Pump-Truck in nur einem Tag auf die Böden gegossen.

Insgesamt wurden innerhalb eines Tages 135 Tonnen Ausgleichsmasse mit einem Pump-Truck in einer Schichtdicke zwischen einem und vier Zentimetern gegossen. Nach einer bis zwei Stunden war die Oberfläche begehbar und konnte weiter bearbeitet werden. Zum besseren Verbund und zur Verhinderung von Blasenbildung erfolgte nun eine Zwischengrundierung auf Acrylat-Basis. Die sechs bis zehn Millimeter dünne, aber hoch abriebfeste Deckschicht auf Basis einer zementgebundenen Industriebodenbeschichtung wurde ebenfalls wieder mit einem Pump-Truck eingebracht. Sie ist nach einer Stunde begehbar, nach 24 Stunden belastbar und erreicht nach sieben Tagen die volle chemische und mechanische Belastbarkeit.

Carbonbeton schont die Umwelt und spart Ressourcen
Bei der Herstellung von Beton und Stahl werden große Mengen an CO2 freigesetzt. Rund acht Prozent der globalen CO2-Emissionen gehen auf die Produktion des Baustoffes Beton zurück. Die Zementherstellung gehört damit zu den klimaschädlichsten Industrieprozessen.

Industriefußböden, selbst mit hoher Traglast, lassen sich durch den Einsatz von Carbonbewehrungen mit wesentlich geringerem Materialeinsatz sanieren. Es wird somit weniger Beton, weniger Zement und weniger von der knappen Ressource Sand benötigt. Der reduzierte Material- beziehungsweise Betonbedarf führt bei der Herstellung von Carbonbeton dazu, dass erheblich weniger CO2-Emissionen freigesetzt werden. Berechnungen zur Sanierung des Industriefußbodens in Tschechien ergaben im Vergleich zu Stahlbeton eine um 81 bis 87,5 Prozent reduzierte CO2–Belastung. Zusätzliche Informationen zu Carbonbeton-Anwendungen im Sanierungsbereich und den Unterschieden zu Stahlbeton finden Sie auf der Website der Hitexbau.