SFB 528-D6 (I): Brandbeständigkeit von textilen Betonbewehrungen und textilbewehrten Betonelementen
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
|
Titel | Title |
Kurzbeschreibung
Ziel des Projektes war es, das Tragverhalten von textilbewehrtem Beton unter den Bedingungen einer Brandbeanspruchung zu erforschen. Brandversuche an 8 mm dicken und 6 cm breiten Zugstäben zeigten eine Zunahme der Verformungen. Nach 4 bis 5 Minuten ETK-Beanspruchung kam es zu großflächigen, teilweise explosionsartigen Abplatzungen verbunden mit erheblicher Geräuschentwicklung, gefolgt von einer Phase schnellerer Verformungszunahme bis zum Versagen. Bei Verwendung von PP-Fasern traten keine Abplatzungen auf, es kam aber zu keiner wesentlichen Steigerung der Brandwiderstandsdauer. Das duktile Bauteilversagen trat durch Zugbruch der freiliegenden Bewehrung in Abhängigkeit von Belastungsniveau, Art- und Menge der textilen Bewehrung nach 45 Sekunden bis 17 Minuten ein. Carbonfasern erreichen geringfügig höherer Überlebenszeiten. Einflüsse durch den Feuchtegehalt der Proben und die Sauerstoffverhältnisse in der Probe während des Brandes auf die Versagenszeiten können nicht beurteilt werden.
Die Ergebnisse der betrachteten Versuche zeigen, dass der Versagensbereich für die in einer Betonmatrix eingebetteten Textilbewehrungen höher liegt, als in den Temperaturversuchen am alleinigen Faden. Ein starker Einfluss der verdampfenden bzw. verbrennenden Beschichtung wir bei den Versuchen an den Filamentgarnen konnte bei den Textilbetonversuchen nicht beobachtet werden.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass Textilbeton mit einer Dicke von 8 mm bei direkter, allseitiger ETK Beanspruchung nicht brandbeständig ist und eine Einstufung in Brandwiderstandsklasse F0 nach DIN 4102 erfolgen muss.
Textilbetonverstärkte Stahlbetonplatten haben bei 100 % Gebrauchlast in Brandversuchen einer Beflammung nach der Einheits-Temperaturkurve (ETK) mehr als 70 Minuten stand gehalten. Während und nach der Beflammung waren zunehmende Durchbiegungen und Rissbreiten erkennbar, aber kein Versagen der textilen Bewehrungsschicht und keine Abplatzungen erkennbar. Diese außerordentlich positiven Ergebnisse zeigen, dass für verstärkte Konstruktionen Brandwiderstandsklassen von F60 und mehr ohne zusätzliche Maßnahmen erreicht werden können. Die im Anschluss ermittelten Resttragfähigkeiten liegen bei 96 ... 166 % der Gebrauchslast bzw. 47 ... 88 % der Bruchlast. Das Erreichen von F60 und mehr ohne zusätzliche Maßnahmen ist von hoher Relevanz für die wirtschaftliche Anwendung dieser Verstärkungsmethode.
Bisher gibt es keine Möglichkeit, belastbare Aussagen über die Kräfteverteilung zwischen Betonstahlbewehrung und textiler Bewehrung während der Brandbelastung zu machen. Ein tieferes Verständnis ist aber Voraussetzung für belastbare Aussagen zur Tragfähigkeit während der Brandbelastung. Deshalb wurde eine erweiterte Aufgabenstellung im Rahmen des SFB 528 im Teilprojekt D6 bewilligt.