Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen

Hochduktile zementgebundene Verbundwerkstoffe mit Kurzfaserbewehrung

 

Hochduktile Betone mit Kurzfaserbewehrung sind zementgebundene Hochleistungswerkstoffe, die unter Zugbeanspruchung eine Verfestigung aufweisen und im Vergleich zu gebräuchlichen Faserbetonen eine um mehrere 10er Potenzen höhere Bruchdehnung besitzen. Die Form der Spannungs-Dehnungsbeziehung ähnelt der eines Stahls. Neben einer hohen Verformungsfähigkeit – und im Vergleich zu konventionellem Beton deutlich höheren Biegezug- und Schubfestigkeit – weisen hochduktile Betone bis zu einer Bruchdehnung von ca. 5 % immer noch sehr geringe Rissöffnungen auf, was eine sehr hohe Dauerhaftigkeit dieser Werkstoffe bedingt.

Die exzellenten Eigenschaften können bei Verwendung geeigneter Kunststofffasern bereits bei Fasergehalten unter 2 Vol.-% erreicht werden, was für ein günstiges Kosten-Leistungsverhältnis sorgt.

Die Entwicklung von hochduktilen Betonen markiert einen qualitativ neuen Abschnitt der Betontechnologie und bietet neue, bahnbrechende Möglichkeiten sowohl in Bezug auf die Konstruktion und Bemessung von Betonbauteilen bzw. -bauwerken als auch die Instandsetzung und Umnutzung von bestehenden Bauwerken.

Viel versprechende Anwendungen für diese Betone sind leichte, dünnwandige Bauteile, Elemente für stoßartige, energiereiche Beanspruchungen, wie z. B. erdbebenresistente Balken, Pfeiler und Wände sowie hochduktile Reparaturmörtel für z. B. die Verstärkung von Brückendecks und -pfeilern sowie „rissfreie“ Behälter für Sonderabfälle etc.

 

Weiterentwicklung hochduktiler zementgebundener Verbundwerkstoffe mit Kurzfaserbewehrung

Aufbauend auf den vorliegenden Ergebnissen soll für verschiedene Anwendungsfälle im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit analysiert werden, wie sowohl die Frischbetoneigenschaften als auch die Verdichtung verbessert und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden können.

Im Hinblick auf die Festbetoneigenschaften sollen die für die Stoffgesetze getroffenen Annahmen überprüft und weiterführende Untersuchungen zum Einfluss der zyklischen Beanspruchung (Schwingzahl, Frequenz, Amplituden), der Probengeometrie und zum Dauerstandsverhalten (Kriechen) der hochduktilen Betone durchgeführt werden.

 

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