Carbonbeton - Forschung
C - 22 Untersuchungen von Bewehrungen aus rezyklierten Carbonfilamenten
Das Recycling von Carbonbauteilen nimmt in der heutigen Zeit einen immer höheren Stellenwert ein. Aufgrund der steigenden Nachfrage an Carbonfasern wird ein Recycling von End-of-Life Bauteilen aus Carbon immer essentieller. Im Rahmen der Arbeit soll eine Literaturrecherche zu den Recyclingsmethoden von Carbonbauteilen durchgeführt und zusammengefasst werden. Insbesondere das zusammentragen von internationalen Quellen steht hierbei im Vordergrund. Basierend auf der Literaturrecherche sollen Versuche mit Bewehrungen aus rezyklierten Carbonfilamenten durchgeführt und ausgewertet werden.
Teilaufgaben der Arbeit:
- Literaturrecherche (national/international) zu Möglichkeiten der Aufbereitung von Carbonbauteilen
- Literaturrecherche (national/international) zu Untersuchungen von rezyklierten Carbonfilamenten und die daraus hergestellten Halbwerkzeuge
- Planung, Durchführung und Auswertung von Versuchen mit Bewehrungen aus rezyklierten Carbonfilamenten
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Enrico Baumgärtel
Telefon: +49 351 463-42631
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C - 19 Numerical Simulation of Carbon-Reinforced Concrete Flexural Members
In the past decade, various studies have been conducted on the structural members constructed with carbon-reinforced concrete (CRC). However, there is limited research available regarding the structural performance in the event of a fire. As part of the current ongoing research, numerical studies have to be carried out on the CRC members subjected to standard fire conditions.
The study will be carried out using numerical analysis software, specifically using the Finite Element Method (FEM). The advantage of FEM is that it produces results quickly, and is also cost-effective at the same time. The ABAQUS or ATENA software is proposed to create models for the numerical investigation. By implementing numerical analysis in this research work, parametric studies are to be carried out, such as the effect of the concrete cover, fire duration, and fire proofing material and it is very practical to use different parameters to improve understanding the behavior of CRC flexural members.
Furthermore, within the framework of FEM analysis, a series of different models is to be created to simulate real-life situations. This includes models specifically exposed solely to fire conditions, those subjected to the combined challenges of fire and loading simultaneously, as well as models subjected to first enduring the fire conditions and then subjected to loading conditions. In numerical models, standard fire curves such as ISO834 should be considered. Concerning the goal of this study, the main objective is to validate the finite element modeling of CRC members with experimental results, when exposed to a standard fire condition.
Details of the task will be specified depending on the current project status.
This research work is available for both project and master thesis.
Contact person:
Nazaib Ur Rehman, M.Sc
Phone: 0351-46340473
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C - 18 Experimental study on the Fire Performance Analysis of Carbon-Reinforced Concrete Flexural Members
This research work focuses on investigating the fire performance of thin carbon reinforced concrete (CRC) flexural elements. As part of this research, full-scale fire tests will be carried out under standard conditions in a dedicated fire testing laboratory in accordance with established standards and regulations such as DIN EN 1365-2 and DIN EN 1365-3 (to be specified prior to work), which are relevant to the determination of the fire resistance of structural members.
The research study primarily examines the CRC elements subjected to bending loads. To comprehensively assess their performance, a set of tests will be carried out on specimens without exposure to fire, serving as a baseline for load-bearing capacity. In parallel, tests involving CRC elements exposed to fire will be executed to understand how fire affects their behavior and, subsequently, their load-bearing capacity.
The aim of the study is to evaluate and measure the influence of fire exposure on the structural behaviour of CRC flexure members. This research is critical to understand the fire resistance of CRC elements and can contribute significantly to the development of safer and more resilient building elements and practices in fire prone environments. At the end of the work, a comprehensive test report will be produced which will include all relevant information on the test methodology, design, procedures and results, ensuring that the report is clear and compliant with standards.
Details of the task will be specified depending on the current project status.
This research work is available for both project and master thesis.
Contact person:
Nazaib Ur Rehman, M.Sc
Phone: 0351-46340473
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C - 16 Aufstellen von einem (mehreren) Bemessungstools für Carbonbeton mit Parameterstudien
Beschreibung Für die Bemessung von Stahlbetonbauteilen gibt es viele kommerziell erhältliche Software-Programme. Für Carbonbeton liegen heutzutage noch keine vor. Aus diesem Grund sollen im Rahmen der Arbeit für einzelne Nachweise Bemessungstools entwickelt werden. Zusätzlich sollen mit Hilfe dieser verschiedene Parameterstudien durchgeführt werden.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Alexander Schumann
CARBOCON GmbH
E-Mail:
Telefon: 0351-48205511
Ammonstraße 72
01067 Dresden
C - 15 Aufstellen eines Berechnungsansatzes für die Verbundfugentragfähigkeit zwischen Altbeton und Verstärkungsschicht bei carbonbetonverstärkten Bauteilen
Die Verstärkung von bestehenden Stahlbetonbauteilen ist eines der Anwendungsfelder für den Verbundwerkstoff Carbonbeton. Die prinzipielle Eignung des Werkstoffs für die Verstärkung wurde schon mehrfach erfolgreich nachgewiesen. Jedoch stellt sich bei der Verstärkung oftmals das Problem, dass aufgrund der Leistungsfähigkeit des Carbonbetons die Verbundfuge zwischen Altbeton und Verstärkung maßgebend das Versagen beeinflusst. Dazu sollen im Rahmen der Arbeit tiefergehende Betrachtungen durchgeführt werden.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Alexander Schumann
CARBOCON GmbH
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Ammonstraße 72
01067 Dresden
C - 14 Untersuchungen zur Rotationsfähigkeit bzw. zur Duktilität von Carbonbetonbauteilen
Carbonbeton hat sich aufgrund der vielen positiven Eigenschaften als Alternative zum Stahlbetonbau sowohl in der Verstärkung als auch im Neubau etabliert. Dabei sind einige Fragestellungen noch nicht final geklärt. Ein offener Punkt für Neubauten aus Carbonbeton ist die Definition bzw. die Festlegung eines Duktilitätskriterium. Da die reine Carbonbewehrung ein linear-elastisches Materialverhalten aufweist, können die gültigen Duktilitätskriterien aus dem Stahlbetonbau nicht auf den Carbonbeton übertragen werden. Diese Problematik soll im Rahmen der Diplomarbeit bearbeitet werden.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Alexander Schumann
CARBOCON GmbH
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Telefon: 0351-48205511
Ammonstraße 72
01067 Dresden
C - 7 Darstellung und Vergleich von verschiedenen Methoden zur Charakterisierung des Verbundverhaltens von getränkten Textilbewehrungen im Kompositmaterial Carbonbeton
Das Verbundverhalten des Kompositmaterials Carbonbeton lässt sich anhand der Verbundspannung-Schlupf-Beziehung (VSB) beschreiben. Mithilfe dieser Beziehung werden in der Praxis Endverankerungs- sowie Übergreifungslängen berechnet. Der Verbund zwischen der textilen Bewehrung und dem Beton beruht auf unterschiedlichen Mechanismen wie Form-, Haft- und Reibschluss.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen unterschiedliche Methoden zur Charakterisierung des Verbundverhaltens des Kompositmaterials Carbonbeton sowohl theoretisch als auch experimentell miteinander verglichen werden. Die in der Wissenschaft bereits angewendeten Methoden zur Ermittlung der VSB sollen gegenübergestellt und deren jeweiligen Ansätze zur Beschreibung der Verbundmechanismen dargestellt werden.
Es ist zunächst eine Literaturrecherche bezüglich der vorhandenen Methoden zur Beschreibung des Verbundverhaltens von Carbonbeton zu tätigen. Dabei sollen nationale und internationale Forschungserkenntnisse mit berücksichtigt werden. Anschließend werden die wesentlichen Unterschiede aufgezeigt und wissenschaftlich diskutiert. Die experimentellen Versuchsaufbauten zur Ermittlung der VSB sollen sowohl theoretisch als praktisch miteinanderverglichen werden. Hierfür sollen unterschiedliche Auszugsversuche an verschiedenen Textilen durchgeführt werden.
Zum Schluss soll auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse ein geeigneter Versuchsaufbau abgeleitet werden.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Alexander Schumann
CARBOCON GmbH
E-Mail:
Telefon: 0351-48205511
Ammonstraße 72
01067 Dresden
C - 5 Beanspruchung Einbauteile Carbonbeton
Bei der Verwendung von Carbonbewehrungen im Fertigteilbau kann eine Reduzierung der Bauteilstärken auf wenige Zentimeter erzielt werden. Die aus dem Stahlbeton bekannte Nutzung von Einbauteilen, wie beispielsweise Verbindungsmittel und Transportanker, bleibt dabei jedoch unerlässlich und wird durch die vermehrte Anwendung des Fertigteilgedankens noch verstärkt.
Für die Entwicklung von Verbindungsmitteln zum Fügen schlanker Carbonbetonbauteile bedarf es unter anderem der Kenntnis über auftretende mechanische Beanspruchungen. Aus diesem Grund sind bauteil- und nutzungsspezifische Belastungen in den Kopplungsbereichen zu untersuchen. Ergebnis der Diplomarbeit soll eine übersichtliche Darstellung möglicher Einwirkungen und der daraus abgeleiteten, zu übertragenden Kräfte und Momente sein.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Harald Michler
Telefon: 0351 463-32550
E-Mail: Harald.Michler@tu-dresden.de
C - 2 Vorgespannte Bewehrungen aus Carbon, Glas und Basalt
Möglichkeiten und Randbedingungen für die Herstellung und den Einsatz von vorgespannten textilen Bewehrungen. Schwerpunkt der Arbeit sind prinzipielle FE-Untersuchungen oder alternativ auch eine versuchstechnische Herangehensweise. Details werden in Abhängigkeit vom aktuellen Projektstand festgelegt.
Achtung: Vorkenntnisse in FE sowie selbstständige Arbeitsweise werden vorausgesetzt.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Harald Michler
Telefon: 0351 463 32550
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