Neue Betonformen kurbeln nachhaltiges Bauen an

Stellen Sie sich Baustellen vor, auf denen Betonstrukturen nicht durch starre Formen, sondern durch biegsame Stoffe geformt werden, wo Gebäude wie Skulpturen mit optimierter Materialeffizienz und ästhetischer Anziehungskraft entstehen. Diese Vision wird durch Fortschritte in der Beton-Schalungstechnologie, insbesondere durch flexible Schalungssysteme, Realität.

Betonschalung, oft auch als Schalung bezeichnet, dient als temporäres Gerüst, das die Form und Qualität von Betonstrukturen bestimmt. Die Schalungstechnologie, die sich von traditionellem Holz zu modernen Metall-, Kunststoff- und Verbundwerkstoffen entwickelt hat, spiegelt das Streben der Bauindustrie nach Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit wider.

Holzschalungen sind aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit und Materialverfügbarkeit nach wie vor beliebt, erweisen sich aber für Großprojekte als arbeitsintensiv und haben eine begrenzte Haltbarkeit. Konstruierte Schalungssysteme unter Verwendung vorgefertigter Metallrahmen mit verschiedenen Verkleidungsmaterialien verbessern die Baugeschwindigkeit und die Wiederverwendbarkeit. Diese konventionellen Systeme haben jedoch immer noch mit komplexen Geometrien und zeitgemäßen Nachhaltigkeitsanforderungen zu kämpfen.

Wiederverwendbare Kunststoffschalungen werden aufgrund ihrer Haltbarkeit und einfachen Handhabung für leichte Projekte immer beliebter. Isolierte Betonschalungen (ICF) integrieren Schalung mit Isolierung, wodurch der Bau rationalisiert und gleichzeitig die thermische und akustische Leistung verbessert wird. Permanente Strukturschalungen aus faserverstärkten Kunststoffen definieren die Form und verstärken gleichzeitig die strukturelle Integrität.

Abweichend von starren Formen nutzen flexible Schalungssysteme hochfeste Textilien, um die Fließfähigkeit von Beton zu nutzen und strukturell optimierte Formen zu schaffen. Dieser Ansatz reduziert den Betonverbrauch erheblich, senkt den CO2-Fußabdruck und ermöglicht gleichzeitig architektonisch ausdrucksstarke Designs. Durch die Steuerung der Stoffgeometrie können Ingenieure variable Querschnitte erstellen, die genau den strukturellen Belastungsanforderungen entsprechen, und so eine beispiellose Materialeffizienz erzielen.

Als kritische horizontale Elemente haben Deckenplatten eine kontinuierliche Schalungsentwicklung erfahren. Die Ingenieure des antiken Roms waren Pioniere bei der Entwicklung von Bogen- und Kuppelstrukturen, um die geringe Zugfestigkeit von Beton auszugleichen. Der moderne Deckenbau wurde erst nach der Erfindung von Portlandzement und Stahlbeton zum Mainstream.

• Holzbalken-Deckenschalung: Modernisierter traditioneller Ansatz unter Verwendung von konstruierten Holzbalken mit verstellbaren Metallstützen
• Konventionelle Deckenschalung: Passt Zimmereitechniken mit Holzstützen und Sperrholzverkleidungen an
• Metallbalken-Deckenschalung: Aluminium- oder Stahlträger verbessern die Haltbarkeit und Wiederverwendbarkeit
• Modulare Deckenschalung: Vorgefertigte Holz- oder Metallkomponenten mit Schnellverbindungssystemen
• Tisch-/Flugschalungssysteme: Große vormontierte Einheiten, die per Kran für einen schnellen Bau bewegt werden

Tunnelformen stellen raumgroße Systeme dar, die Wände und Böden gleichzeitig gießen, ideal für den Bau sich wiederholender Einheiten. Diese Systeme reduzieren die Bauzeit erheblich, erfordern aber einen erheblichen Arbeitsraum und erfordern eine sorgfältige strukturelle Planung.

Kletter- oder Sprungschalungen bieten vertikale Gießlösungen, die mit dem Baufortschritt aufsteigen. Diese Systeme sind für den Hochhausbau unerlässlich und reichen von manuell verstellbaren Versionen bis hin zu automatisierten Klettermechanismen, die sich besonders für Türme, Brückenpfeiler und Aufzugsschächte eignen.

Mit dem wachsenden Schwerpunkt auf der Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Baugewerbes steht die Branche unter Druck, den Betonverbrauch zu optimieren. Da die Betonproduktion nach wie vor energieintensiv ist, bieten innovative Schalungslösungen wie flexible Formen Wege zur Materialeffizienz durch Formoptimierung.

Textilbasierte Schalungen stellen einen Nischenfortschritt dar, bei dem flexible Materialien verwendet werden, um Frischbeton zu formen. Unterstützt von der International Fabric Formwork Association ermöglicht diese Technologie komplexe Geometrien und minimiert gleichzeitig Materialverschwendung. Russische Innovationen wie das "Proster"-Stahlplattensystem demonstrieren zusätzliche Flexibilität für gekrümmte Strukturen.

Die ordnungsgemäße Entformung erfordert, dass Beton eine ausreichende Festigkeit erreicht, typischerweise nach einer Aushärtung von mindestens 24 Stunden. Eine vorzeitige Entfernung birgt das Risiko eines strukturellen Versagens. Ingenieure müssen den hydrostatischen Druck während der Platzierung berücksichtigen, wobei der maximale Druck an der Basis des Frischbetons auftritt. Die Schalungsbewehrung umfasst typischerweise Stahlverstrebungen und Zugsysteme, um diesen Kräften standzuhalten.

Einige permanente Schalungssysteme bieten zusätzliche strukturelle Vorteile, indem sie als Bewehrung dienen und gleichzeitig die Formintegrität erhalten. Mit dem Fortschritt der Materialwissenschaften und der digitalen Fertigung bewegt sich die Bauindustrie auf effizientere, nachhaltigere und architektonisch ausdrucksstärkere Schalungslösungen zu, die versprechen, die gebaute Umwelt weltweit neu zu definieren.