Professor Carbonbeton

Beat Matter

Josef Kurath ist Professor an der ZHAW Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen und leitet dort die Fachgruppe Faserverbundkunststoffe. Mit einem Industriepartner hat die Gruppe eine vorgespannte Carbonbetonplatte entwickelt. Vergangenen Herbst wurde in Winterthur eine Brücke aus dem leichten Material fertiggestellt. („die baustellen“ Nr.08/2017)

Eine Brücke wie jene in Winterthur, die zwischen dem alten Technikum und der neuen Kantonsschule Büelrain über die Eulach führt, hat noch keiner gebaut. Die Brückenplatte ist bei Seitenmassen von 7,8 mal 2,3 Meter nur 40 Millimeter dick und 3200 Kilogramm schwer. Wie die Platte sind auch die Längs- und Querträger sowie die Handläufe aus vorgespanntem Carbonbeton gefertigt – und geklebt. Eine stahlarmierte Brücke wäre rund fünfmal dicker und fünfmal schwerer.

Im Zuge des Neubaus der Kantonsschule sollte der Veloweg über eine bestehende Eulach-Brücke umgeleitet werden. Eine Überprüfung zeigte, dass die Brücke aufgrund von Korrosionsschäden ersetzt werden musste. Als ich davon erfuhr, wusste ich: Das ist unsere Chance! Denn das Projekt passte hervorragend in unser Carbonbeton-Forschungsprojekt, das wir in der ZHAW-Fachgruppe Faserverbundkunststoffe (FVK) seit bald acht Jahren mit Industriepartnerin Silidur AG vorantreiben. Aus dem ursprünglichen KTI-Projekt ging die CPC-Platte hervor, eine vorgespannte Carbonbetonplatte, die Anfang 2016 auf den Markt kam. Die Brücke in Winterthur war die nächste Stufe in dem Projekt, nachdem wir bereits Brückenbeläge aus dem Material fertigen konnten.

Aufgrund ihres niedrigen Gewichts konnten wir die neue Brücke in Winterthur auf den bestehenden Widerlagern auflegen. Die als Tischkonstruktion gefertigte Carbonbeton-Brücke stülpten wir hierfür über die zwei gekürzten Hauptstahlträger, so dass diese nur noch die Werkleitungen zu tragen haben. Das Projekt hat uns weitere Erfahrungen ermöglicht – und dem Bauherrn ein günstiges Ergebnis: Die Brücke hält fast das Budget für ein Provisorium ein, ist jedoch für die dauerhafte Nutzung ausgelegt.

Kräfte im Kopf

Ich bin ein prototypischer Ingenieur, getrieben davon, auf ein Bedürfnis hin nach kreativen Lösungen zu suchen, diese zu berechnen und umzusetzen. Bei mir läuft zunächst alles im Kopf ab. Ich kann mir Kräfte sehr gut vorstellen. Manchmal sehe ich sie vor meinem inneren Auge regelrecht fliessen und wirken. Darauf aufbauend versuche ich jeweils, den Transfer in die Realität zu machen.

Normen mag ich dabei nicht – obwohl sie zweifellos wichtig sind. In meinen Projekten überlege ich mir lieber von Grund auf selbst, wo die entscheidenden Probleme liegen und wie ich sie lösen kann. So halten wir es auch in meinem Ingenieurbüro Staubli, Kurath & Partner AG, das ich 1991 mit gegründet habe. Wir sind im Wasserbau tätig, wo man sich kaum ganz auf Normen abstützen kann.

Erhöhung der Produktion

Zu teuer! Das dachten wir selbst, als wir in der Fachgruppe damit begannen, uns mit vorgespanntem Carbonbeton auseinander zu setzen. Allerdings liessen wir uns von unserem Industriepartner davon überzeugen, dass das nicht grundsätzlich gilt. Entscheidend ist, den vorgespannten Carbonbeton dort einzusetzen, wo er seine Stärken hat: Wo spezielle und schlanke Formen gefragt sind nämlich, die auf Zug belastet werden. In diesem Bereich sind die CPC-Platten konkurrenzfähig. Das bestätigen jetzt erste Markterfahrungen. Denn etwa im Bereich von Balkonplatten verdrängt die CPC-Platte bereits gewisse konventionelle Produkte. Mit Einsatzbereichen bei Schachtabdeckungen, Stegen, kleinen Brücken sowie einem Markteintritt in Deutschland, den wir gegenwärtig anstreben, sehen wir für das Produkt ein riesiges Potenzial.

Die nächste Herausforderung besteht nun darin, den Schritt auf einen höheren Produktionsmassstab zu schaffen. Wir begleiten den Prozess eng. Gelingt dieser Schritt, bedeutet das für uns die Möglichkeit, unsere Wissen und unseren Vorsprung im Bereich des vorgespannten Carbonbetons weiter auszubauen.

 

Beat Matter