Die weltweiten Trends wie Urbanisierung prognostiziert, dass in 30 Jahren ca. 6,5 Mrd. Menschen in Städten leben werden. Das ist nahezu eine Verdopplung der aktuellen Zahlen. Das bedeutet, wir müssten unsere Städte bis 2050 noch einmal bauen. Ein weiteres Thema ist die Dauerhaftigkeit von Bauwerken, die meist verwendete Materialkombination im Bauwesen - der Stahlbeton - hat hier ebenfalls damit zu kämpfen, dass die Bauwerke die prognostizierten Lebensdauen massiv unterschreiten.Verschiedene Ursachen liegen hier zu Grunde, die meist in einer frühzeitigen Korrosion des Bewehrungsstahles resultieren. Das zieht einen enormen Kostendruck und Instandhaltungsaufwand nach sich, sowie die stark eingeschränkte Nutzbarkeit der Bauwerke selbst. Wenn man sich die zukünftigen Themen wie CO₂ Ausstoß und Ressourcenverbrauch einmal ansieht, muss man auch zwangsläufig das Bauwesen mit einbeziehen. Durch das Bauwesen werden 50% der gesamten jährlichen Ressourcenentnahmen verursacht. AUßerdem ist es für 40% des Primärenergiebedarfes verantwortlich. Der CO₂ Anteil der weltweiten Zementproduktion ist mit 6,5% ebenfalls ein Punkt, um über neue ressourcenschonende und wirtschaftliche Bauweisen nachzudenken.

Mit Carbonbeton haben wir eine Materialkombination, die es erlaubt schlanker zu konstruieren und neue Formensprache zu ermöglichen. Aber auch um einfach platzeffizient und dadurch wirtschaftlich zu bauen. Die Carbonfaser ist chemisch inert und hat somit kein Problem mit Korrosion. Das hilft, die Dauerhaftigkeit der Bauwerke abzusichern und technisch sowie wirtschaftlich verlässliche Konstruktionen zu schaffen. Durch die sehr geringen Materialmengen, die z.B. gegenüber Stahlbeton eingesetzt werden können, ist es möglich 50 % des Betons gegenüber Stahlbetonbauteilen einzusparen. Eine Reduktion von CO₂ ist auf Grund der geringeren Mengen an Beton ebenfalls gegeben.

Mit Carbonbeton haben wir eine Materialkombination, die es erlaubt schlanker zu konstruieren und neue Formensprache zu ermöglichen. Aber auch um einfach platzeffizient und dadurch wirtschaftlich zu bauen. Die Carbonfaser ist chemisch inert und hat somit kein Problem mit Korrosion. Das hilft die Dauerhaftigkeit der Bauwerke abzusichern und technisch sowie wirtschaftlich verlässliche Konstruktionen zu schaffen. Durch die sehr geringen Materialmengen die z.B. gegenüber Stahlbeton eingesetzt werden können, ist es möglich 50 % des Betons gegenüber Stahlbetonbauteilen einzusparen. Eine Reduktion von CO2 ist auf Grund der geringeren Mengen an Beton ebenfalls gegeben. Verbundwerkstoff Bekanntlich übernimmt beim Stahlbeton der Beton vorrangig die im Bauteil auftretenden Druckkräfte und der Bewehrungsstahl kompensiert Zugbeanspruchungen. Zudem schützt die Betondeckung den Stahl vor Korrosion, korrosionsfördernden Medien, zum Beispiel infolge Tausalzen, und im Brandfall. Je nach Exposition muss sie bis zu 5 cm dick sein. Alternativen waren also gefragt. Nach diesen sucht man aber nicht erst seit heute. In Deutschland gab es erste Entwicklungen zu alternativen Bewehrungen in Form von technischen Textilien bereits in den 1980er Jahren, erste Verbundforschungsprojekte zwischen Dresden, Chemnitz und Aachen folgten Mitte der 1990er Jahre. Diese waren die Basis für zwei von der DFG geförderte Sonderforschungsbereiche (SFB) in Dresden (SFB 528) und Aachen (SFB 532), in denen zwischen 1999 und 2011 die Grundlagenforschung auf dem Gebiet nichtmetallischer Bewehrungen in Deutschland stark vorangetrieben wurde. Schwerpunkt war die Entwicklung von Beton mit textilen Bewehrungen – kurz Textilbeton, TRC – aus AR-Glas- und später verstärkt aus Carbonfasern, die heute hauptsächlich Anwendung finden. Schon früh wurden erste baupraktische Projekte realisiert, die bewiesen, dass die hohen Erwartungen der Forscher und Ingenieure vom Material erfüllt werden konnten. Dies hat sowohl Unternehmen und Forschungseinrichtungen als auch die Bundesregierung überzeugt: Die mittlerweile mehr als 130 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft im aktuell größten deutschen Bauforschungsprojekt C³ – Carbon Concrete Composite haben sich der Entwicklung und Markteinführung von Beton mit Carbonbewehrung – kurz Carbonbeton – gewidmet.

Doch was genau ist Carbonbeton? – eine kurze Einführung:

Bei Carbonbeton wird anstelle des Stahls eine Bewehrung aus Carbon verwendet. Das Carbon, als Äquivalent zur Stahlbewehrung, stellt auch hier die Zugfestigkeit des Verbundwerkstoffs sicher. Die Prinzipien und Bemessungsgrundlagen sind dabei dem Stahlbeton sehr ähnlich. Da Carbon im Gegensatz zu Stahl etwa sechsmal tragfähiger (3.000 statt 500 N/mm² Zugfestigkeit), viermal leichter (1,8 statt 7,8 g/cm³) und zudem nicht korrosionsanfällig ist, kann mit dieser Bewehrung deutlich freier konstruiert werden. Da der Korrosionsschutz für die Bewehrung entfällt, können beispielsweise Betonplatten für Fassadenverkleidungen mit einer Dicke von 2 cm statt bisher mit mind. 7 - 10 cm hergestellt werden. Die Verstärkung von bestehenden Stahlbetonbauteilen kann mit noch dünneren Schichten erfolgen. Aktuell werden als Bewehrung, ähnlich wie beim Stahlbeton, filigrane mattenartige Strukturen verwendet, die aus zwei oder mehr Lagen Multifilamentgarnen (Rovings) gefertigt werden. Rovings bestehen wiederum aus mehreren tausend Einzelfilamenten (Fasern). Da die Gelege relativ weich sind, kann mit ihnen nahezu jede Form realisiert werden. Für ganze Tragwerke wird es jedoch zukünftig auch notwendig sein, stabförmige Bewehrungen einzusetzen. Carbonstäbe werden aktuell an verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsstätten in Deutschland, aber auch international entwickelt. Für multifunktionale Anwendungen haben neben Carbon auch Fasern aus alkaliresistentem (AR) Glas Bedeutung. Diese sind etwas weniger tragfähig und dauerhaft, nicht elektrisch- aber lichtleitend und deutlich preiswerter. Als Beton kommt bisher – je nach Bauteil und Anwendung – ein normal- oder hochfester Beton mit einem Größtkorn von 1 bis 8 mm zur Anwendung (1 mm Größtkorn entspricht normalerweise Mörtel oder sogenanntem Feinbeton). Auch dies ist ein Unterschied zum Stahlbeton, bei dem Körnungen bis 32 mm Durchmesser üblich sind.