Auf einen Blick
- Basalttextil-verstärkter Mörtel (BTRM) als leistungsfähige Alternative zu herkömmlichen Verstärkungssystemen
- Erhebliche Traglaststeigerung bei Stahlbetonträgern durch externe Bewehrung
- Potenzial für geringere Kosten und bessere Feuerbeständigkeit gegenüber FRP-Systemen
- Direkte Anwendbarkeit im Maurerhandwerk durch mineralische Verbundsysteme
- Nachhaltige Alternative durch natürliche Basaltfasern
Die Publikation untersucht ein neuartiges Verstärkungssystem für Stahlbetonträger: Basalt-Textilbeton (Basalt Textile Reinforced Mortar, BTRM). Diese Technologie kombiniert hochfeste Basalttextilien mit einer mineralischen Mörtelmatrix und bietet eine vielversprechende Alternative zu etablierten FRP-Systemen (Fibre Reinforced Polymers). Für das Maurerhandwerk eröffnet sich damit ein expandierendes Betätigungsfeld im Bereich der Betonsanierung und Tragwerksverstärkung.
Materialeigenschaften und Systemaufbau
Das untersuchte BTRM-System besteht aus mehrlagigen Basalttextilien, die in eine zementgebundene Mörtelmatrix eingebettet werden. Die Basaltfasern entstehen aus geschmolzenem Vulkangestein und kombinieren eine hohe Zugfestigkeit mit ausgezeichneter Temperaturbeständigkeit. In experimentellen Untersuchungen erreichte das System eine mittlere Verbundfestigkeit von 3,2 MPa zwischen Textil und Mörtelmatrix. Die Textilgeometrie mit Maschenweiten zwischen 5 und 25 mm ermöglicht eine optimale Verankerung im Mörtel.
Tragfähigkeitssteigerung im Biegeversuch
Vier-Punkt-Biegeversuche an verstärkten Stahlbetonträgern zeigten signifikante Traglaststeigerungen gegenüber unverstärkten Referenzträgern. Die mit BTRM verstärkten Balken erreichten eine Steigerung der Bruchlast um bis zu 45% bei gleichzeitiger Reduktion der Durchbiegung um durchschnittlich 28%. Das Versagen trat dabei duktil ein, was für die Gebrauchstauglichkeit von großer Bedeutung ist. Die analytischen Modelle prognostizierten die experimentellen Ergebnisse mit einer Abweichung von weniger als 12%, was die Zuverlässigkeit der Berechnungsmethoden bestätigt.
Verarbeitung und Ausführungstechnik
Die Applikation des BTRM-Systems ähnelt bekannteren TRM-Verfahren (Textile Reinforced Mortar). Zunächst wird die Betonoberfläche vorbereitet – typischerweise durch Strahlen oder Hochdruckwasserreinigen. Anschließend wird eine erste Mörtellage von 3–5 mm Dicke aufgetragen, in die das Basalttextil eingebettet wird. Nach dem Einbringen von zwei bis vier Textillagen wird eine abschließende Deckschicht appliziert. Die Gesamtdicke beträgt dabei meist 15–25 mm, was geringer ist als bei herkömmlichen Spritzbetonverstärkungen.
Transferpotenzial für Maurer
Für das Maurerhandwerk eröffnet BTRM ein weitreichendes Anwendungsspektrum in der Betonsanierung und Tragwerksverstärkung. Die mineralische Systematik entspricht dem fachlichen Hintergrund der Maurer, da Mörtelverarbeitung und Schichtenaufbau zum etablierten Kompetenzbereich gehören. Im Vergleich zu kunststoffbasierten FRP-Systemen entfallen aufwendige Oberflächenvorbereitungen wie Epoxidharz-Grundierungen, und die Feuerbeständigkeit ist inhärent gegeben.
Konkrete Anwendungsgebiete umfassen: die nachträgliche Biegeverstärkung von Decken und Unterzügen in Bestandsgebäuden, die Ertüchtigung von Stahlbetonträgern bei Nutzungsänderungen, sowie die schnelle Instandsetzung von Schäden an Betonkonstruktionen. Die Verarbeitung kann bei Temperaturen ab 5°C erfolgen, was die Baustellensaison verlängert. Maurerbetriebe können durch Schulungen und Zertifizierungen nach DIN EN 1504 ihre Kompetenz in diesem Bereich nachweisen und sich als Spezialisten für textile Verstärkungssysteme positionieren.
Fazit
Basalt-Textilbeton (BTRM) steht vor dem Transfer von der Forschung in die breite Praxisanwendung. Die Kombination aus bewährter Mörteltechnologie und neuartigen Basalttextilien bietet eine wirtschaftliche und technisch überzeugende Lösung für die Biegeverstärkung von Stahlbetonbauteilen. Für das Maurerhandwerk bedeutet dies eine Erweiterung des Dienstleistungsportfolios im Bereich Bauwerkserhaltung. Zukünftige Forschung sollte sich auf Dauerhaftigkeitsuntersuchungen unter realen Umweltbedingungen und die Entwicklung praxisnaher Bemessungshilfen konzentrieren.
Quellen
- Primär: Flexural strengthening of RC beams using basalt textile reinforced mortar: experimental and analytical investigation. https://doi.org/10.1038/s41598-026-37322-3
- Triantafillou, T.C. et al.: Flexural Strengthening of RC Beams with Cement-Based Composites (2011).
- Brückner, A. et al.: Textile-reinforced mortar (TRM) versus fibre-reinforced polylers (FRP) in flexural strengthening of RC beams (2017).
- D'Ambrisi, A. et al.: Flexural strengthening of RC beams using textile reinforced mortar – Experimental and numerical study (2012).
- Ombres, L.: Flexural analysis of reinforced concrete beams strengthened with a cement based high strength composite material (2011).
- D'Ambrisi, A. et al.: Flexural Behavior of Reinforced Concrete Beams with TRC Tension Zone Cover (2013).
- Arboleda, D. et al.: Tensile characterization of multi‐ply fabric‐reinforced cementitious matrix strengthening systems (2019).