Carbonfasern, der Werkstoff des 21. Jahrhunderts: Fid-Bau Portal

Carbonfasern, der Werkstoff des 21. Jahrhunderts

Textile Ausgangsbasis für filigrane hochtragende Betonbauteile

Kirsten, Martin / Freudenberg, Christiane / Cherif, Chokri

Seit langer Zeit dominiert der Werkstoff Stahl als Bewehrungsmaterial den Betonbau, da er vielzählige Vorteile bietet. Jedoch resultieren aus seiner unzureichenden Korrosionsbeständigkeit und der damit verbundenen Notwendigkeit einer ausreichend großen Betonüberdeckung auch einige Nachteile. Diese lassen sich mit textilen Hochleistungsmaterialien vermeiden, wobei insbesondere Carbon sich als Bewehrungsmaterial eignet. Mit der Entwicklung von Carbonfasern und deren Einsatz als textile Verstärkungsmaterialien haben sich völlig neue Wege bei der Herstellung von Faserkunststoffverbunden insbesondere für tragende Bauteile eröffnet. Aufgrund der herausragenden Eigenschaften und des damit verbundenen enormen Leichtbaupotenzials sowie der gezielt einstellbaren mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften halten Carbonfasern Einzug in viele Industriezweige, wie den Fahrzeug‐ und Maschinenbau, die Luft‐ und Raumfahrttechnik, die Energieerzeugung (Windkraft) und das Bauwesen im Bereich der Textilbetontechnologie. Das Ausgangsmaterial für Carbonfasern besteht zum überwiegenden Teil aus dem erdölbasierten Polyacrylnitril, welches bereits in Faserform mehrere thermische Behandlungen durchläuft, um die Eigenschaften der Carbonfasern auszubilden und gezielt einzustellen.

Carbon Fibers, material of the 21^st century – Textile basis for filigree, high bearing concrete building elements

Steel as reinforcing material has dominated the civil engineering for a long time. However, some disadvantages occur by its insufficient corrosion resistance and the associated need for an adequate concrete cover. Those can be avoided using textile high performance materials, where carbon shows a high potential being promoted as concrete reinforcement material of the future. The development of carbon fibers opens a new field producing reinforced fiber composites. The outstanding properties and the resulting huge light weight construction potential as well as its defined tunable mechanical, thermal and electrical properties, carbon fibers find their way into a lot of industrial branches, namely like automotive‐ and mechanical engineering, aerospace engineering, energy production (wind energy) and building industry, especially textile reinforced concrete. The material for carbon fibers mainly bases on polyacrylonitrile made of mineral oil, which already in form of fibers passes through several thermal treatments to form and to design the properties of the carbon fibers.