Industriestandard Carbonbeton
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
|
Titel | Title |
Bericht aus dem Jahrbuch 2023
Anwendungsleitfaden für Carbonbeton
Aufbau des 1:1-Demonstrators im RUBIN-ISC-Projekt
Das Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung eines Industriestandards für die Anwendung von Carbonbeton. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei das Zusammenfassen der Projektergebnisse in einem praxisgerechten Anwendungsleitfaden für die Planung und Konstruktion von Bauteilen aus Carbonbeton.
Das Institut für Massivbau der TU Dresden konzentriert sich auf die Entwicklung von Werkzeugen für den Entwurf von Carbonbetonbauteilen, gibt Richtlinien für die Materialauswahl und die Berechnung der Tragfähigkeit vor und schließt Wissenslücken im Bereich der Gebrauchstauglichkeit. In diesem Kontext wird eine Vielzahl von Laborversuchen durchgeführt, um die Bemessungshilfen zu validieren, Qualitätsstandards zu definieren und Kennwerte für verschiedene Materialkombinationen unter Berücksichtigung von Temperatur- und Langzeiteffekten zu ermitteln. Ergänzend werden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Tragfähigkeit von Carbon-Formbewehrung in Abhängigkeit vom Umformgrad zu ermitteln und den Einfluss auf die wirksame Verankerungslänge zu bestimmen.
Im Projekt werden auch Einbauteile wie Verstiftungen und Anker für die Verbindung und den Transport von Bauteilen entwickelt, die einen wichtigen Schritt hin zur praktischen Anwendbarkeit leisten. Untersucht werden diesbezüglich beispielsweise sehr dünne Betonplatten mit nur einem mittig eingebrachten Verstiftungselement bei unterschiedlichen Belastungszuständen, wobei sowohl das Verhalten in unbewehrten als auch in textilbewehrten Platten betrachtet wird. Der Einbau der Textilbewehrung zeigte signifikante Vorteile für die Bruchfestigkeit und das Rissverhalten der Platten. In einem ähnlichen Anwendungsbereich wurden Transportanker entwickelt und für hohe Tragfähigkeiten optimiert.
Ein Meilenstein des Projekts ist die Realisierung eines Demonstrators in Originalgröße, der einen Ausschnitt einer Wand-Decken-Konstruktion darstellt. Der Demonstrator beinhaltet ein carbonbewehrtes ressourceneffizientes Hohlkörperdeckensystem. Der nicht zur Lastabtragung erforderliche Beton im Plattenkern entfällt, wodurch das Eigengewicht deutlich reduziert wird. Die Verbindung der beiden Gurte erfolgt über bewehrte Betonstege.
Bericht aus dem Jahrbuch 2022
Industriestandard für Carbonbeton
Zerstörter formbarer Carbonfaser-Flechtstab der Johne & Groß GmbH nach erfolgreicher Zugprüfung
Ziel des Vorhabens RUBIN-ISC ist die Schaffung eines Industriestandards für die Anwendung von Carbonbeton. Damit soll dem immer dringender formulierten Wunsch nach einem standardisierten Vorgehen im Carbonbetonbau genüge getan werden. RUBIN schlägt die Brücke zwischen Forschung und Baupraxis. Es werden Wissenslücken geschlossen und die gesammelten Erkenntnisse anwenderfreundlich aufbereitet.
Fokus der Forschung an unserem Institut ist die Erarbeitung von Werkzeugen für eine praxistaugliche, allgemeingültige Dimensionierung von Carbonbetonbauteilen. Dazu gehören die Erstellung von Leitlinien für eine verwendungszweckoptimierte Materialauswahl sowie die Berechnung im Grenzzustand der Tragfähigkeit für neue Materialkomposite unter Beachtung von Langzeit- und Temperatureinflüssen. Des Weiteren werden Laborversuche v. a. zur versuchstechnischen Begleitung von Planhilfen für Einbauteile, zur Sicherstellung von Qualitätsstandards und für die Kennwertermittlung für verschiedene Materialkombinationen, Bauteile und Prototypen durchgeführt. Parallel erfolgt eine vertiefte Analyse an formbaren Bewehrungselementen gemeinsam mit dem Partner Johne & Groß GmbH.
In 2022 wurde ein ressourcenschonendes Hohlkörper-Plattensystem mit trapezförmiger Kernform aus zwei schrägen Stegen und unterem und oberem Flansch zunächst numerisch entwickelt und analysiert. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Durchbildung der Auflagerbereiche, um diese verschiedenen Anforderungen anpassen zu können. Die Integration einer Schubbewehrung soll mittels 3D-Bewehrungsgittern aus Carbonfasern erfolgen. Nach erfolgter Berechnung und konstruktiver Durchbildung soll das Deckensystem in einem Betonwerk hergestellt und anschließend im Labor getestet werden. Die experimentellen Ergebnisse werden und mit den numerischen Ergebnissen des Finite-Elemente-Programms verglichen und dienen ggf. der Modellmodifikation.