Hochwärmedämmende, monolithische Sichtbetonaußenteile aus Architekturleichtbeton

Vladislav Kvitsel
Zur Vorhersage des Schwindens und Kriechens von normal- und hochfestem Konstruktionsleichtbeton mit Blähtongesteinskörnu
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 80
Dissertationsschrift
2017, 244 S., graph. Darst. 24 cm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Ziel der Arbeit war es, das bisher nur wenig erforschte Schwind- und Kriechverhalten von hochfesten Leichtbetonen zu quantifizieren und auf der Grundlage der experimentellen und analytischen Untersuchungen ein für die Bemessungspraxis geeignetes Modell zur Vorhersage des Schwindens und des Kriechens von normal- und hochfesten Konstruktionsleichtbetonen zu entwickeln. Im Rahmen des Vorhabens wurde eine neuartige Versuchstechnik zur Erfassung zeitabhängiger Verformungen entwickelt.

Klaus Block, Rainer Becker
Untersuchungsbericht zum Tragverhalten von Kopfbolzen in Leichtbeton
Bauforschung, Band T 3361
2018, 132 S., 27 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Pro Jahr werden etwa 1,5 Mio. m3 Leichtzuschlag überwiegend im Baubereich verarbeitet. Verankerungen in Normalbeton sind bereits mit der Einführung von ETAG 001 systematisch untersucht und bemessen worden. Für Verankerung in Leichtbeton hingegen gibt es derzeit weder eine Bemessungsvorschrift noch Zulassungen. Eine direkte Übertragung der Erkenntnisse aus Normalbeton auf Verankerungen in Leichtbeton ist aber aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung und des Last-Verformungsverhaltens nicht möglich. Die grundsätzlichen Tragmechanismen sind an Kopfbolzen in gefügedichtem Leichtbeton erforscht worden, da Kopfbolzen ein klares Verhalten in Bezug auf die Lastübertragung zeigen. Durch die geringe Lastübertragungsfläche entstehen allerdings hohe Spannungen, die den Leichtbeton örtlich schädigen können und daher zu vergrößerten Verformungen führen.

Regine Leibinger, Mike Schlaich, Claudia Lösch, Philip Rieseberg, Matthias Ballestrem
Infraleichtbeton im Geschosswohnungsbau (INBIG). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3018
2017, 201 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Infraleichtbeton ist ein Dämmbeton mit einer außergewöhnlich guten Kombination von niedriger Wärmeleitfähigkeit und hoher Tragfähigkeit. Dadurch kann ein Gebäude mit einer monolithischen Wand aus ILC ohne zusätzliche Dämmung auch den heutigen, hohen Anforderungen der Energie-Einsparverordnung genügen. Dämmbeton existiert bereits seit vielen Jahrzehnten, wurde bisher jedoch vorrangig für Einfamilienhäuser verwendet. Das Projekt erforschte die architektonischen und baukonstruktiven Potentiale von Infraleichtbeton für den Geschosswohnungsbau. Ziel war die Förderung der Anwendung und Marktakzeptanz des Hochleistungsleichtbetons.

Stefan Winter, Klaudius Henke, Daniel Talke
Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3002
2016, 85 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben "Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton" hat die Entwicklung eines Verfahrens zum Gegenstand, mit dem frei geformte, großformatige Bauteile aus Holzleichtbeton auf der Grundlage eines digitalen Modells automatisch und ohne den Einsatz von bauteilspezifischen Werkzeugen als Einzelstücke oder in Kleinserien hergestellt werden können. Hierbei wird die zu fertigende Geometrie aus einer Serie aufeinanderfolgender, horizontaler Schichten aufgebaut. Die einzelne Schicht wird erzeugt, indem ein Strang fließfähigen Materials aus einer bewegten Ausbringvorrichtung (Dispenser) gezielt ausgebracht wird. Die Führung des Dispensers übernimmt eine numerisch gesteuerte Einheit (Raumportal, Industrieroboter). Im Unterschied zu vergleichbaren, rein auf mineralischen Materialien basierenden Lösungsvorschlägen kommt hier, in Verbindung mit dem Bindemittel Zement, zusätzlich der nachwachsende Rohstoff Holz zur Anwendung. Dies bringt Vorteile für den Fertigungsprozess mit sich (kleinere Masse, bessere Bearbeitbarkeit etc.), als auch für die Eigenschaften des erhärteten Baustoffs (geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit etc.). Aufgrund der Verbindung von Freiformgeometrie und Einzelfertigung einerseits mit Leichtigkeit und Dämmfähigkeit andererseits sind die Haupteinsatzgebiete des Verfahrens in der Herstellung von formoptimierten Hüll- und Tragwerkselementen sowie in der Einpassung von Bauteilen in den Baubestand zu sehen.

Wolfgang Breit, Joachim Schulze, Christian Heese, Bianca Bund
Hochwärmedämmende, monolithische Sichtbetonaußenteile aus Architekturleichtbeton
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2894
2014, 69 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines hochwärmedämmenden, monolithischen Architekturleichtbetons mit hoher Sichtbetonqualität, der ohne zusätzliche Dämmung die Anforderungen der ENEV 2009 (U-Wert von 0,28 W/(Kqm) erfüllen und mit Kerndämmung einen U-Wert von 0,2 W/(Kqm) erreichen kann. Hierzu sollten geeignete Materialien eingesetzt werden, die die Aspekte des nachhaltigen Bauens berücksichtigen und die Recycelfähigkeit der Gesamtkonstruktion möglich machen. Die Betonzusammensetzung musste widersprüchliche Anforderungen, wie z. B. ausreichende Druckfestigkeit bei geringer Rohdichte sowie geringe Wasseraufnahme trotz aufgeschäumter Zementmatrix erfüllen. Als Bindemittel kam ein Hochofenzement CEM III/B 32,5 N mit langsamer Hydratationswärmeentwicklung zum Einsatz, da aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Architekturleichtbetons die entstehende Hydratationswärme nur sehr langsam abgeführt wird. Die angestrebten Eigenschaften hinsichtlich Wasseraufnahme und Wärmeleitfähigkeit konnten mit einem Leichtzuschlag aus industriell aufgeblähtem Recyclingglas mit nahezu geschlossener Kornoberfläche realisiert werden. Um eine stetige Sieblinie zu erhalten, wurden drei unterschiedliche Blähglas-Fraktionen mit den Korngrößen 0,25/0,5 mm, 1/2 mm und 4/8 mm verwendet. Die gewünschten Betoneigenschaften zum Erreichen von selbstverdichtenden Fließeigenschaften ohne Entmischung wurden durch den Einsatz eines PCE-Fließmittels in Kombination mit einem Stabilisator erreicht. Die angestrebte geringe Trockenrohdichte (kleiner 700 kg/cbm) erforderte die Anwendung eines Schaumbildners zum Aufschäumen der Zementmatrix. Zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit wurden des Weiteren schwindreduzierende und hydrophobierende Zusatzmittel zugegeben. Der neu entwickelte, selbstverdichtende Architekturleichtbeton wies ein Setzfließmaß von ca. 680 - 700 mm und eine Frischbetonrohdichte von ca. 720 - 740 kg/cbm auf. Bei Trockenrohdichten deutlich unter 700 kg/cbm wurde eine 28-Tage-Druckfestigkeit von 6,3 MPa (56 d: 8,7 MPa; 90 d:

Roland Krippner, Dagmar Niebler, Holger Issig
Holzbau der Zukunft. Teilprojekt 17. Holzleichtbeton im Hochbau
Reihe Holzbauforschung, Band H 007/17
2009, 121 S., 176 Abb., 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Holzleichtbeton gilt aufgrund seiner guten materialspezifischen Eigenschaften als zukunftsweisender und leistungsfähiger Verbundwerkstoff. Im Rahmen des Teilprojektes werden potentielle Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Einbausituationen und Aufbauten im Innenausbau sowie im Bereich der Gebäudehülle untersucht. Im Innenraum liegt der Schwerpunkt in der Verwendung von Holzleichtbeton als Material für die Decklage von Unterdecken, im Bereich der Fassade auf Außenwänden in HBV-Bauweise. Ziel des Forschungsprojektes ist die Dokumentation des Leistungsspektrums von Holzleichtbeton-Bauteilen bzw. Bauelementen bis hin zur Herstellung von 1:1 Modellen.