Wie wird Verbundbau realisiert?
Die Verbundbauweise ist klar von Verbundwerkstoffen abzugrenzen. Bei einem Verbundwerkstoff handelt es sich um eine Materialverbindung in kleinerem Maßstab: Durch die Vernetzung oder Vermengung verschiedener Baustoffe wird dabei ein gänzlich neuer geschaffen. Das wohl prominenteste Beispiel in diesem Fall ist Stahlbeton. Die von Beton umschlossenen stählernen Bewehrungsstäbe sind hier nicht mehr wirklich als zwei Materialien zu differenzieren, sondern ein eigenständiger Baustoff entsteht.
Beim Verbundbau ist die Differenzierung bzw. Abgrenzung der einzelnen Werkstoffe klar gegeben. So werden etwa Holzbalken oder aber Stahlträger mit Betonteilen (Decken, Wände, Pfeiler usw.) stabil zusammengefügt. Die Verbundbauweise basiert in der Regel auf Formschluss, es kommen also bestimmte Verbindungsmittel zum Einsatz. Hierbei kann es sich um Verbundfugen auf ersteren Baukomponenten handeln, in die ein zweiter Baustoff greift, oder aber auch um Nägel, Anker und Ähnliches. Einige Verfahren zur Realisierung des Verbundbaus basieren auch auf Adhäsion, also molekularen Wechselwirkungen an der Grenze beider Materialien. Diese kann in einer mechanischen Verklammerung bestehen (etwa bei ausreichend rauen Oberflächen) oder aber über chemische Bindungen zustande kommen.
Welche Arten des Verbundbaus gibt es?
Grundsätzlich lassen sich drei verschiedene Arten des Verbundbaus charakterisieren. Die wohl bekannteste und im Baugewerbe am häufigsten genutzte ist der Stahlverbundbau. Bei diesem kommen Stahlträger oder andere Profile in Kombination mit (Stahl-)Beton zum Einsatz. Das Betonelement greift dabei in Verbundfugen an den metallenen Trägern – zum Beispiel Kopfbolzendübel – und es entsteht eine formschlüssige Verbindung.
Eine weitere Form ist der Holz-Beton-Verbundbau. Hier übernehmen Holzbalken anstelle von Stahlträgern die tragenden Funktionen, während der Beton für die Aufnahme von Druckkräften zuständig ist. Der Verbund beider Baustoffe wird dabei über spezielle Nägel oder ähnliche Verbindungsmittel realisiert. Alternativ können auch hier Verbundbleche ins Holz eingeklebt und als Verbundfuge genutzt werden.
Eine letzte Form stellt der Textilverbundbau oder Membranbau dar. Hier erfolgt der Verbund von dünnen flächigen Materialien – neben Textilgeweben auch Kunststofffolien, Glasfasergewebe oder sogar Papier (etwa bei japanischen Shōji-Trennwänden) – mit einer Trägerkonstruktion. Diese Art Verbundbau findet sich oft in temporärer Architektur oder weitspannenden (Flug-)Dächern. Bekanntestes deutsches Beispiel für den Einsatz ist etwa die Überspannung der Allianz Arena in München.
Was sind die Vorteile des Verbundbaus?
Mithilfe des Verbundbaus lassen sich die profitabelsten Eigenschaften zweier Baustoffe für ein Bauprojekt kombinieren und im Gegenzug auch die Schwächen eines einzelnen Materials ausgleichen. So ist eine Konstruktion im Stahlverbundbau in verschiedener Hinsicht besser als eine reine Betonbauweise. Durch die Einarbeitung der Stahlträger lassen sich bestimmte Konstruktionskomponenten verschlanken und ebenso höhere Spannweiten erzielen, gleichsam weist das Bauwerk ein insgesamt geringeres Eigengewicht auf. Auch eine Vorfertigung einzelner Bauteile ist möglich, was die Bauzeit verkürzt. Dies macht man sich beispielsweise bei der Errichtung von Fertigteilhäusern zunutze. Im Vergleich zur reinen Stahlkonstruktion ist das Arbeiten mit Stahl und Beton in Verbundbauweise kostengünstiger, zudem erhöht sich der Feuer- und Schallschutz und die Struktur hat bessere Dämmeigenschaften und eine höhere Wärmespeicherkapazität. Ähnlich verhält es sich auch bei einem „Mischeinsatz“ von Holz und Beton oder der zusätzlichen Einarbeitung von Membranen.
Welche Vorteile sich genau im Verbundbau ausnutzen lassen, welche Komplikationen sich eventuell ergeben könnten und ob das Vorhaben auf die eine oder andere Weise wirtschaftlicher ausfällt, hängt selbstverständlich immer vom spezifischen Bauprojekt und der vorgeschalteten Planung ab. Bei der Auswahl der geeigneten Materialien und der dann auszuführenden Arbeiten spielt das Gebiet der Werkstoffkunde bzw. Baustoffkunde eine wichtige Rolle. Die erforderlichen Arbeiten führen in der Regel einzelne Gewerke auf den Baustellen aus.
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