C³-Projekte

B1: Beschichtung, Bewehrungsstrukturen für Carbonbetonbau; TP 1: Beschichtung, Bewehrungsstrukturen und Verbundverhalten; Textilien, Nanomaterialien, Carbonstäbe

Das Basisvorhaben B1 hat die Entwicklung von dauerhaften und temperaturbeständigen textilen Bewehrungen und Stäben aus Carbon zum Ziel. Hierfür wurden die Eigenschaften der Textilbetonkomponenten und deren Wechselwirkungen sowie die Zusammenhänge zwischen Fasertyp, Schlichtesystem, Beschichtungssystem und Betonrezeptur betrachtet. Schwerpunkt bildete hierbei die vollständige Ausnutzung des mechanischen Leistungsvermögens der eingesetzten Hochleistungsfasern unter Berücksichtigung der Faser-Beton-Verbundeigenschaften, die durch gezielten Einsatz von geeignete Beschichtungen sowie verschiedene Oberflächenstrukturierungen beeinflusst wird.

C³-V2.6-V: Entwicklung von Bewehrungsstrukturen und Schlichten für anorganische Beschichtungen

Die Ziele des Vorhabens C3-V2.6-V beschäftigen sich mit der Schlichteentwicklung für neuartige Beschichtungen auf anorganischer Basis, mit denen eine deutliche Verbesserung des Grenzschichtverhaltens zwischen textiler Faser und mineralischer Betonmatrix erreicht werden soll, im Gegensatz zu den bisher eingesetzten organischen (polymeren) Dispersionen. Diese sollen höhere Haftkräfte zwischen diesen beiden Komponenten übertragen können und zudem durch die Charakteristik funktioneller Gruppen eine deutlich höhere thermische Stabilität erreichen. Zum anderen werden Verfahren zur Applikation dieser Beschichtungen auf Carbontextilen entwickelt, die modular auf den derzeitigen Technologien aufgebaut sind und unmittelbar nach der textilen Flächenbildung in die Herstellungsprozesskette integriert werden. Gesamtziel des Teilvorhabens ist es, für die im Rahmen des C³-Projektes entwickelten Bewehrungstextilien eine deutliche Steigerung der strukturmechanischen Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit im Betonverbund zu erreichen, auf Basis der Materialpaarung von Carbon mit anorganischen Beschichtungen.

• Ableitung von grundlegenden Erkenntnissen und Aussagen zur Grenzschichtproblematik und Kompatibilität zwischen Faser, Schlichte und Beschichtung
• Auswahl von Beschlichtungssystemen für Carbonfasern und anorganische Matrices
• Versuche zur Ent- und Beschichtung von Carbonfasermaterialien
• Dokumentation und Diskussion der Versuchsergebnisse
• Untersuchungen neu beschlichteten Carbongarnen
• Untersuchungen zum Beschichtungs- und Tränkungsverhalten von gefachten Rovings sowie von textilen Strukturen mit den neu entwickelten mineralischen Beschichtungen
• Konstruktiv-technologische Entwicklung von Beschichtungstechnologien
• Erprobung, labormaßstäbliche Umsetzung der technologischen Entwicklungen

C³-V2.3-I-b: Thermo-mechanische Kennwerte von Carbonbewehrungen

Die Ziele des Vorhabens C3-V2.3-I-b beschäftigen sich mit der Kennwertbestimmung von Carbon-bewehrungen. Ausgehend von dem im Basisvorhaben C³-B1 erarbeiteten Wissen um die Be-schichtungen und die Lösungsansätze von Beschichtungen für den Brandfall, werden gezielt Untersuchungsmethoden ausgewählt um wesentliche Aussagen zum thermo-mechanischen Verhalten von sowohl den Beschichtungen also auch den Carbonbewehrungsstrukturen zu generieren. Des Weiteren werden brandfallbeständige Beschichtungen und Verfahren zur Applikation der ausgewählten Beschichtungen entwickelt, die modular auf den derzeitigen Technologien aufgebaut sind und in die Herstellungsprozesskette integriert werden. Gesamtziel des Teilvorhabens ist es, für die im Rahmen des C³-Projektes entwickelten Bewehrungstextilien die thermo-mechanischen Kennwerte zu ermitteln und für die Heißbemessung nutzbar zu machen sowie Zusammenhänge zur Zug- und Verbundfestigkeit herzustellen. Folgende Schwerpunkte werden innerhalb des Projektes bearbeitet:

• Theoretische Analyse der vorhandenen Erkenntnisse aus den Basisvorhaben C³-B1
• Auswahl von Prüfeinrichtung, Prüfprozedere Beschichtungsmittel aus C³-B1 und Carbonbewehrung
• Versuche zur Bestimmung der temperaturabhängigen Festigkeit des Referenzmaterials und neuer brandfallbeständiger Beschichtungen
• Dokumentation und Diskussion der Versuchsergebnisse
• Untersuchungen an Carbongarnen mit Referenzbeschichtungen und neuen brandfallbeständigen Beschichtungen
• Konstruktiv-technologische Entwicklung von Carbonbewehrungen mit  Referenzbeschichtungen und neuer brandfallbeständiger Beschichtung
• Erprobung, Umsetzung der technologischen Entwicklungen sowie Fertigung von Bewehrungsstrukturen für den Brandfall
• Durchführung von Kraft-Dehnungs-Prüfungen unter Hochtemperatur zur Bestimmung der temperaturabhängigen Carbonbewehrungsstabilität

C3-E-I-b: Entwicklung einer prozess-integrierten Qualitätssicherung zur Fertigung von textilen Bewehrungen für den Carbonbeton (C3QTextil)

C3-E-I-b: Entwicklung einer prozess-integrierten Qualitätssicherung zur Fertigung von textilen Bewehrungen für den Carbonbeton (C3QTextil)C3-E-I-b: Entwicklung einer prozess-integrierten Qualitätssicherung zur Fertigung von textilen Bewehrungen für den Carbonbeton (C3QTextil)C3-E-I-b: Entwicklung einer prozess-integrierten Qualitätssicherung zur Fertigung von textilen Bewehrungen für den Carbonbeton (C3QTextil)C3-E-I-b: Entwicklung einer prozess-integrierten Qualitätssicherung zur Fertigung von textilen Bewehrungen für den Carbonbeton (C3QTextil)

Ziel des E-Vorhabens ist die Entwicklung eines Systems, das die Komplexität der Herstellung strukturiert darstellt, Herstellprozesse miteinander verknüpft und eine prozesskettenübergreifende Analyse erlaubt. Dieses System muss trotz der Nutzung durch eine hohe Anzahl von Forschungs- und Entwicklungspartnern eine Einheitlichkeit besitzen, um die Analysierbarkeit sicherzustellen. Es sollen die Ergebnisse unterschiedlichster C³-Vorhaben konsolidiert und für die Qualitätssicherung wichtige Prozessgrößen identifiziert und charakterisiert werden.

© Mirko Krziwon, ITM

Leiterin

Name

Dr.-Ing. Iris Kruppke

Unit Precursorfasern & Unit Grenzflächen

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