Smart Circular Bridges

Die Bekämpfung des Klimawandels und das Streben nach Kreislaufwirtschaft werden in der Bauindustrie immer wichtiger. Auf natürlichen Ressourcen basierende Bauwerkstoffe sind allerdings auf den meisten der heutige Baustellen in Europa nicht zu finden. Dabei würde eine Nutzung hochfester Biokomposite die Möglichkeit zur Umsetzung einer zirkulären Bauwirtschaft fördern. Insbesondere Tragwerke bieten ein großes Potenzial, vor allem wenn sie auf erneuerbaren, nicht fossilen Materialien basieren. Im Rahmen eines EU-Projekts werden derzeit drei Fußgänger- und Fahrradbrücken in Deutschland und den Niederlanden mit Bio-Verbundwerkstoffen geplant.

Maximale Materialzirkularität durch Rückführung in den natürlichen Kreislauf

Die so genannten „Smart Circular Bridges“ werden aus Biokompositen hergestellt. Wie herkömmliche Verbundwerkstoffe bestehen sie aus zwei Materialien: Naturfasern wie Flachs und Hanf sorgen für die mechanischen Qualitäten wie Steifigkeit und Festigkeit, das Bio-Harz verbindet die Fasern miteinander, sodass ein fester und leichter Werkstoff entsteht. Biokomposite bieten große Formfreiheit und ermöglichen strukturoptimierte und ressourcenschonende, aber dennoch elegante Designs.

Die erste Brücke wird im Frühjahr 2021 in Almere (NL) realisiert. Diese Brücke wird Teil der Gartenbau-Weltausstellung Floriade 2022 sein, die im folgenden Jahr unter dem Thema „Städte der Zukunft“ stattfinden wird. Zwei weitere Brücken entstehen in Ilsfeld (DE) und Bergen op Zoom (NL). Ein Structural Health Monitoring System wird die Tragsicherheit gewährleisten und neue Erkenntnisse über die Verwendung der Materialien in Tragwerken liefern. Die vor Ort gesammelten Daten der Brücken des Projekts werden mit umfangreichen Forschungs- und Labortestdaten verglichen (unter Verwendung beschleunigter Bewitterungs- und Kriechverformungstests). Das Überwachungssystem sammelt Informationen über mechanische Reaktionen, Dimensionsänderungen sowie Umwelteinflüsse wie Temperatur und Feuchtigkeit. Durch die Kombination der Labortests mit konstanten in-situ-Überwachungsdaten wird nicht nur ein Höchstmaß an Nutzungssicherheit gewährleistet, sondern es werden auch umfangreiche, wertvolle Informationen für die Planung und Optimierung weiterer Brücken und anderer Bauwerke gesammelt.

Um eine maximale Materialzirkularität zu erreichen, ist die Rückgewinnung der Materialien aus den Biokompositen Teil der Forschung. Das Projekt nutzt nachwachsende Rohstoffe auf innovative Weise. Über den Brückenbau hinaus zeigt es das Potenzial einer klimafreundlichen Bio-Wirtschaft in der Bauwirtschaft auf.

Das Projekt wird von der Technischen Universität Eindhoven geleitet, die mit insgesamt 14 Partnern aus Wissenschaft, Industrie sowie lokalen Behörden zusammenarbeitet, um die drei Brücken bis 2023 fertigzustellen. Die Universität baut auf umfangreichen Erfahrungen mit biobasierten Materialien auf. In einem früheren Forschungsprojekt im Jahr 2016 realisierte sie mit anderen Partnern eine Brücke in den Niederlanden über die Dommel mit einer Spannweite von 14 Metern. Zu einer der Partner in Deutschland zählt Jun.-Prof. Dr. Hanaa Dahy mit ihrem Team am ITKE der Universität Stuttgart.

Weitere Informationen zum Projekt: www.nweurope.eu

www.itke.uni-stuttgart.de