Sonderfor­schungsbereich 528

Projektdaten

Kurzfassung SFB allgemein

Textilbeton ist ein neuer Hochleistungs-Verbundwerkstoff. Eine zementgebundene Feinbetonmatrix wird mit gitterartigen Bewehrungsstrukturen aus hochfesten Fasern verstärkt. Besonders geeignet sind Fasern aus Carbon und alkaliresistentem Glas (AR-Glas). Da die Fasern sehr filigran sind und keine zusätzlichen Aufwendungen für den Korrosionsschutz erfordern, können im Vergleich zum klassischen Stahlbeton extrem dünne Schichten aus textilbewehrtem Beton mit hoher Festigkeit und Dauerhaftigkeit realisiert werden. Gerade für die Verstärkung von alten Stahlbetonkonstruktionen entwickelt sich die Verwendung von textilen Bewehrungen zu einer vielversprechenden Alternative. Die geringen geometrischen Veränderungen, die hohe Leistungsfähigkeit, die damit verbundenen geringen zusätzlichen Eigengewichtslasten und die gleichzeitig relativ leichte Aufbringbarkeit der textilbewehrten Feinbetonschichten versprechen ein hohes Anwendungspotential. Das Gesamtziel des Sonderforschungsbereichs hat im Hinblick auf diese großen Umsetzungschancen weiterhin Gültigkeit: die Schaffung der Grundlagen für die Werkstoffe, die mechanische Beschreibung, die konstruktive Durchbildung und Bemessung, die technologische Aufbringung und die Langzeiteigenschaften einschließlich der zu garantierenden Sicherheit. Im Rahmen der Grundlagenforschung konnten bereits zahlreiche Probleme der verwendeten Materialien, der Berechnung und Konstruktion, der Sicherheitstheorie und der Dauerhaftigkeit erfolgreich angegangen und Antworten gefunden werden. Mit der jetzt bewilligten vierten Förderperiode besteht die Aussicht, auch die zurzeit noch offenen Fragestellungen zu beantworten und damit die Voraussetzungen für eine erfolgreiche, intensive Umsetzung zu schaffen.

Kurzfassung TP Z: Koordination

Im Teilprojekt Z sind wissenschaftliche Koordination, Organisation und die zentralen Leistungs-, Verwaltungs- und Hilfsfunktionen zusammengefasst, die allen Teilprojekten zugute kommen.Durch das Teilprojekt Z werden wissenschaftlich bezogene Entscheidungen vorbereitet. Zur Entlastung des Sprechers werden Sitzungen der unterschiedlichen Gremien des Sonderforschungsbereichs nicht nur organisiert, sondern z. T. auch inhaltlich vorbereitet. Damit übernimmt das Teilprojekt Z auch einen Teil der Forschungsplanung für den Sonderforschungsbereich. Außerdem werden die verwaltungstechnischen Aufgaben des Sonderforschungsbereichs abgewickelt, insbesondere die Zusammenarbeit mit der DFG, mit der Verwaltung der Technischen Universität Dresden und den Mitgliedern des Sonderforschungsbereichs.Im Rahmen der Vorbereitung von Finanzierungsanträgen sowie der Erstellung der Arbeits- und Ergebnisberichte sowie bei der Vorbereitung von Kolloquien und SFB-Begutachtungen werden vom Teilprojekt Z auch organisatorische Arbeiten übernommen.In der vierten Phase soll die Kinderbetreuung im so genannten SFB-Kindergarten des Studentenwerks Dresden fortgesetzt werden. Insbesondere für die Nachwuchswissenschaftlerinnen soll ein Mentoring-Programm aufgelegt werden. Außerdem soll in der vierten Förderperiode die Öffentlichkeitsarbeit spürbar verstärkt und professionalisiert werden.

Bericht aus dem Jahrbuch 2011

Zwölf Jahre SFB 528 – Verstärken mit Textilbeton

© Harald Michler

Die Suche nach alternativen Werkstoffkombinationen brachte Mitte der 1990er Jahre Dresdner Forscher auf die Idee, textile Gelege aus sehr zugfesten, korrosionsbeständigen Endlosfasern anstelle des korrosionsanfälligen Stahls in den Beton einzubetten. Der neuartige, innovative Verbundbaustoff ist der Fachwelt mittlerweile als textilbewehrter Beton bekannt.

Im Mittelpunkt der 12-jährigen durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Arbeiten stand das Ziel, gesicherte Grundlagen für die praktische Anwendung von Textilbeton zu schaffen. Dazu wurde Grundlagenforschung von den Materialien über Bauteilversuche bis hin zu Bemessungskonzepten erfolgreich betrieben.

Heutige Bewehrungstextilien der dritten Generation bestehen aus hoch tragfähigen, geradlinig gestreckten Carbongarnen, welche hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit mit herkömmlicher Stahlmattenbewehrung problemlos konkurrieren können, dafür aber wesentlich flexibler und leichter sind. Der speziell für diese textilen Gelege entwickelte Feinbeton ist mittlerweile als Sackware auf dem Markt erhältlich.

Die Langzeiteigenschaften wie Dauerhaftigkeit und Dauerfestigkeit wurden vor allem in der vierten Förderperiode des SFB 528 untersucht. Somit gibt es heute belastbare Aussagen zur Lebensdauer von mit Textilbeton verstärkten Bauteilen, was vor allem für die Bauwerkssicherheit von Bedeutung ist.

Die praktische Anwendung setzt ebenfalls voraus, dass das Trag- und Verformungsverhalten der verstärkten Bauteile nicht nur mechanisch beschrieben, sondern auch mit ausreichender Genauigkeit prognostiziert werden kann. Dazu wurden für die gängigen Beanspruchungsarten Biegung, Querkraft, Normalkraft und Torsion Ingenieurmodelle für die Bemessung der mit Textilbeton verstärkten Bauteile entwickelt. Spezielle numerische Verfahren zur Tragwerksanalyse erlauben sehr umfassende Untersuchungen des Tragsystems unter Berücksichtigung streuender Eingangsgrößen. Die Eignung all dieser Verfahren für eine Prognose des Tragverhaltens von mit Textilbeton verstärkten Bauteilen wurde anhand von Großversuchen in der letzten Förderperiode des SFB eindrucksvoll nachgewiesen.

Auch nach Abschluss des SFB 528 am 30. Juni 2011 bleibt die Forschung an Textilbeton ein hochaktuelles Thema, denn auch am Ende der vierten Förderperiode tauchten immer noch neue Fragen auf, die wir beantworten wollen. Also forschen wir auch in Zukunft weiter, um dem Textilbeton die letzten Geheimnisse zu entlocken.