CC-Mesh

Inhaltsverzeichnis

1. 1. 1. Projektdaten
      2. Bericht aus dem Jahrbuch 2023
      3. Kurzbeschreibung

Projektdaten

Titel | Title TP Prüftechnischer Nachweis und globales Tragverhalten im Verbundvorhaben CC-Mesh: Symbiose zweier Gegensätze – Transfer von innovativen Entwurfs- und Bewehrungskonzepten (CARBCOMesh) aus dem Leichtbau in den Betonbau | Subproject Test-based verification and global load-bearing behavior in the joint project CC-Mesh: Symbiosis of two opposites – Transfer of innovative design and reinforcement concepts (CARBCOMesh) from lightweight construction to concrete construction Förderer | Funding Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Zeitraum | Period 11/2020 – 04/2024 Teilprojektleiter | Subproject manager Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx Team | Team Dipl.-Ing. Enrico Baumgärtel, Dr.-Ing. Karoline Holz Projektpartner | Project partners                                                                                            CARBOCON GmbH, Dresden | HA-CO Carbon GmbH | Institut für Baustoffe und Bauverfahrenssimulation (IBBS), HTWK Leipzig

Bericht aus dem Jahrbuch 2023

Bewehrungsstrukturen aus Carbonfasern

Kernthema des Projektes ist die marktreife Entwicklung von mehreren Bauteilen für den Betonbau. Dies soll durch neuartige, großformatige und lastflussoptimierte Carbonbewehrungsstrukturen verwirklicht werden. Durch eine kraftflussgerechtere Bewehrungsführung sollen der Bewehrungsverbrauch im Bauteil verringert und kleine Bauteilgeometrien realisiert werden können. Durch die damit verbundene gleichzeitige Einsparung von Beton kann der CO₂-Ausstoß deutlich vermindert werden.

Die neuartige Bewehrungsstruktur musste für die baupraktische Anwendung hinsichtlich der Materialkennwerte untersucht werden. Dafür wurden Bauteilversuche, Dauerstandversuche und Kurzzeitversuche durchgeführt. Bei den Bauteilversuchen konnte in 4-Punkt-Biegezugversuchen nachgewiesen werden, dass eine Laststeigerung mit Hilfe der Bewehrungsstruktur im Vergleich zu herkömmlich mit Carbonstäben bewehrten Bauteilen erreicht werden kann. Bei den bisher durchgeführten Dauerstandversuchen an Dehnkörpern wurden die verwendeten Carbonfaser-Bewehrungsstrukturen mehrere tausend Stunden unter Temperatureinfluss untersucht. Somit soll eine Aussage über die Dauerhaftigkeit der Bewehrung getroffen werden können. Zusätzlich zu den Dehnkörpern werden auch Übergreifungsversuche unter Dauerlast durchgeführt. Zur weiteren Ermittlung von Materialkennwerten unter Kurzzeitbelastung wurden YPO-Versuche und Einzelfaserstrangversuche durchgeführt.

Die gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für eine stetige Weiterentwicklung der Bewehrungsstrukturen. Um Bauteile am Ende des Projekts dimensionieren und ausführen zu können, werden zusätzlich noch Hochtemperaturversuche und Dauerhaftigkeitsversuche mit verschiedenen Reagenzien durchgeführt.

Kurzbeschreibung

Im Projekt CC-Mesh werden neuartige Bewehrungsstrukturen in Form von Carbonröhren mit einer helixartigen Faserstrangablage entwickelt. Damit soll der Bewehrungsverbrauch im Bauteil durch eine kraftflussgerechtere Bewehrungsführung verringert und kleine Bauteilgeometrien realisiert werden. Durch die damit verbundene gleichzeitige Einsparung von Beton kann der CO₂-Ausstoß deutlich verringert werden.

Die neuartigen Bewehrungsstrukturen müssen für die baupraktische Anwendungen hinsichtlich ihrer Materialkennwerte untersucht werden. Dafür werden Zug- und Verbundversuche sowie Bauteilversuche unter quasi-statischer Belastung bei Hallenklima durchgeführt. Im weiteren Verlauf des Projektes wird die Bewehrung im Dauerstand, unter Hochtemperaturbeanspruchung sowie im Brandversuch getestet. Damit sind mit Ende des Projektes die wichtigsten Materialparameter bekannt und Bauteile können mit dem Bewehrungsmaterial dimensioniert und ausgeführt werden.