Teppich und Beton haben auf den ersten Blick wenig gemeinsam. Zumindest bis jetzt: Australische Forscher haben einen Weg gefunden, mithilfe von Teppichfasern, Beton zu verstärken. Das schließt einerseits den textilen Kreislauf für ausrangierte Teppiche und hilft dem Bausektor, nachhaltiger zu werden.
Teppichfasern können die Festigkeit von Beton um 40 Prozent zu erhöhen“, erklärt der leitende Forscher Dr. Chamila Gunasekara der RMIT-Universität in Melbourne, Australien. Die textilen Fasern füllen den Baustoff auf, sodass dieser sich weniger zusammenziehen kann. Dadurch werden Spannungen und somit Risse vermieden.
„Risse in Betonplatten sind ein altbekanntes Problem bei Bauprojekten“, erklärt Gunasekara. Die vorzeitige Korrosion mache Gebäude nicht nur unansehnlich, es gefährde deren strukturelle Integrität. In Australien verursachen Risse in Stahlbetonkonstruktionen jedes Jahr Kosten in Höhe von rund 8 Milliarden australischen Dollar (AUD). Das entspricht etwa 4,5 Milliarden Euro. In den USA liegt dieser Wert sogar bei etwa 76 Milliarden US-Dollar (67 Milliarden Euro) pro Jahr. Laut dem Forscher bilden sich dank der Teppichfasern im Vergleich zu herkömmlichem Beton 30 Prozent weniger Schwindrisse.
Teppiche, Kleidung und PSA in Beton
Neben ausrangierten Teppichen untersuchten die Forscher des RMIT auch handelsübliche Kleidung sowie persönliche Schutzausrüstung (PSA). Mit den verschiedenen Textilmaterialien stellte das Team Betonproben im Labor her, die den australischen Normen für technische Leistungen und Umweltanforderungen entsprechen.
Gemeinsam mit Partnern wie Textile Recyclers Australia, Godfrey Hirst Australia und der Stadtverwaltung von Victoria, führten sie Feldstudien zu Bodenplatten aus wiederverwerteten Textilien durch.
Der Ansatz, abgewetzte Teppiche und alte Textilien weiterzuverwerten, löst ein weiteres Problem, mit dem Australien konfrontiert ist. „Die Entsorgung von Teppichen und anderen Textilien, einschließlich ausgedienter Stoffe, stellt eine enorme Herausforderung für die Umwelt dar“, sagt Gunasekara. Nach den USA verzeichne Australien den zweitgrößten Pro-Kopf-Verbrauch an Textilien weltweit.
Ein durchschnittlicher Australier kauft jedes Jahr 27 kg neue Kleidung und Textilien und entsorgt 23 kg auf der Mülldeponie, berichtet Gunasekara. Zum Vergleich: Nach Angaben der EU-Umweltagentur kauft jeder EU-Bürger jährlich 19 kg Textilien. Deutsche werfen laut den Statistischen Bundesamt davon jedes Jahr 2 kg in den Müll.
Textilabfälle in verwertbare Fasern verwandeln
„Die Verbrennung, besonders von Teppichabfällen, setzt verschiedene giftige Stoffe frei“, fügt Dr. Shadi Houshyar, Textil- und Materialwissenschaftler am RMIT, hinzu. Das sei problematisch für die Umwelt, ebenso ausgediente Feuerwehrbekleidung. Die Eigenschaften, die diese Materialien für die Brandbekämpfung ausrüsten, bereiten Probleme beim Recyceln.
Setzten sich der neuartige Beton und weitere Recyclingvorhaben durch, lassen sich bis zu 70 Prozent der Textilabfälle in verwertbare Fasern umwandeln, schätzt Houshyar.
Kurz erklärt: Textilbeton
Wie der Name verrät, besteht der Verbundwerkstoff Textilbeton aus den Komponenten Beton und Textil, der sogenannten textilen Bewehrung. Er eignet sich zur Herstellung neuer Bauteile und Bauwerke sowie zur Verstärkung oder Sanierung bestehender Strukturen. Der Beton ist sehr feinkörnig und hochfest – das unterscheidet ihn von herkömmlichen Beton.
Neben den Forschern aus Australien befasst sich beispielsweise auch die TU Dresden mit Textilbeton. Im Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik werden die im Bauteil aufzunehmenden Zugkräfte des neuen Verbundwerkstoffs durch textile Bewehrungen aus Hochleistungsfaserstoffen in Form maßgeschneiderter und beschichteter Gitterstrukture, sogenannter Gelege, übertragen. Dabei kommen Fasermaterialien mit hohem strukturmechanischem Potenzial zum Einsatz, wie alkaliresistentes Glas und zunehmend Carbon. Die Textilien werden durch textiltechnische und -chemische Verfahren bedarfsgerecht aufbereitet.