Polypropylenfaserverstärkter Beton gewinnt im Bauwesen an Bedeutung

Ein revolutionäres Baumaterial verändert die Baupraktiken weltweit. Polypropylenfaserverstärkter Beton (PFRC) bietet im Vergleich zu herkömmlichem Beton eine verbesserte Haltbarkeit, Festigkeit und Sicherheit und kann gleichzeitig die Wartungskosten und Bauzeiten reduzieren.

Im Kern dieser Innovation steht Polypropylenfaser (PPF), ein synthetisches Polymer, das als Verstärkungssystem für Beton dient. Gemäß der europäischen Norm EN 14889-2 werden diese Fasern durch Extrusion, Strecken und Schneiden von Polymermaterialien in gerade oder verformte Fragmente hergestellt.

Mikrofasern, die typischerweise weniger als 30 mm lang sind, sind auf die Kontrolle der frühen plastischen Schwindung und die Minimierung der Rissbildung spezialisiert. Diese Fasern bilden ein dichtes Netzwerk in der Betonmatrix und verhindern effektiv, dass sich Mikrorisse zu strukturellen Schwachstellen entwickeln.

Mikrofasern werden in zwei Typen eingeteilt:

• Monofilamentfasern: Einzelne Stränge, die sich gleichmäßig im Beton verteilen
• Netzfasern: Vernetzte Netzwerke, die eine verbesserte Rissbeständigkeit bieten

Makrofasern, die eine Länge von 30-50 mm aufweisen, dienen als lasttragende Komponenten, die in bestimmten Anwendungen herkömmliche Stahlbewehrung teilweise ersetzen können. Diese Strukturfasern verbessern die Biegefestigkeit, die Scherfestigkeit und die Schlagleistung und vereinfachen möglicherweise die Bauprozesse.

• Schmelzspinnen: Erzeugt Endlos-Monofilamentfasern mit hoher Zugfestigkeit
• Folienstrecken: Produziert Netzfasern mit vergrößerter Oberfläche für eine bessere Haftung

Typische mechanische Eigenschaften reichen von 300-450 MPa Zugfestigkeit für Mikrofasern bis zu 400-760 MPa für Makrofasern, mit Elastizitätsmodulwerten zwischen 3,5-12,0 GPa, abhängig von Fasertyp und Herstellungsverfahren.

• Straßen- und Brückenbau für erhöhte Rissbeständigkeit
• Tunnelverkleidungen mit verbesserter seismischer Leistung
• Hydraulische Bauwerke mit überlegener Frost-Tau-Beständigkeit
• Industrieböden, die eine hohe Schlagfestigkeit erfordern
• Fertigteile für eine optimierte Produktion

Das Material bietet mehrere technische Vorteile gegenüber herkömmlichem Beton:

• Erhöhte Beständigkeit gegen Rissbildung und Stoßschäden
• Verbesserte Haltbarkeit gegenüber Umwelteinflüssen
• Mögliche Reduzierung der Wartungsanforderungen
• Mögliche Einsparungen bei der Bauzeit in geeigneten Anwendungen

• Sicherstellung einer gleichmäßigen Faserverteilung in der Betonmischung
• Optimierung der Bindung zwischen Fasern und Zementmatrix
• Berücksichtigung von Kostenaspekten für eine breite Akzeptanz

Die laufende Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung verbesserter Mischtechniken, Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Haftung und kostengünstigere Produktionsmethoden. Da diese Herausforderungen angegangen werden, wird erwartet, dass PFRC eine zunehmend wichtige Rolle in nachhaltigen Baupraktiken spielen wird.