Basisuntersuchungen zu Stäben aus rezyclierten Carbonfasern
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
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Bericht aus dem Jahrbuch 2022
Bewehrungen aus rezyklierten Carbonfasern
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt EDISON-rCF untersucht den Recyclingprozess von carbonfaserverstärkten Kunststoffen von der Wertstoffaufbereitung bis hin zum neuen Bauteil. Die in diesem Projekt erzeugten Halbzeuge, also Gelege und Stäbe, aus rezyklierten Carbonfasern werden umfassend hinsichtlich der maßgebenden Eigenschaften Verbundverhalten, Zugfestigkeit, Dauerhaftigkeit und Verhalten bei unterschiedlicher Temperatur untersucht.
Zu Beginn wurden in einem Arbeitspapier die Anforderungen an die herzustellenden Halbzeuge zusammengestellt. Insbesondere die Faserlänge und die Faserorientierung in den Bewehrungen werden als wichtige Eigenschaften für das Tragverhalten angesehen.
Essentiell für die Stab- und Gelegeherstellung ist außerdem die Tränkung der Carbonfasern. Um eine erste Aussage über ein geeignetes Tränkungsmittel treffen zu können, wurden Carbongarne aus rezyklierten Fasern mit Polymer, Duromer und Geopolymer getränkt. Anschließend wurde das Zugtragverhalten untersucht. Das mit Epoxidharz getränkte Garn setzte sich aufgrund der höchsten Zugfestigkeit und der höchsten Steifigkeit durch. Alle Garne versagten an der Stelle mit dem geringsten Querschnitt und ohne Vorankündigung. Mittels des Dünnschliffverfahrens konnte zudem eine Aussage über die Tränkungsqualität getroffen werden.
Die von einem Projektpartner aus rezyklierten Carbonfasern gefertigten profilierten Carbonstäbe besaßen einen äußeren Durchmesser von 10 mm und eine dem aktuellen Herstellungsprozess geschuldete, noch relativ geringe Länge von 60 cm. Die Stäbe wurden in 20 × 20 × 20 cm große Betonwürfel mit einer 5 cm langen Verbundlänge einbetoniert. Um eine Aussage über das Verbundverhalten der Stäbe treffen zu können, wurden sie in einem Pull-out-Versuch bis zum Versagen belastet. Alle untersuchten Stäbe versagten vor dem Eintritt eines Auszugs. Deshalb soll im weiteren Projektverlauf die Steigerung des inneren Verbundes des Stabs vorangebracht werden.