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Schlussbericht: Multifunktionale Leichtbetonbauteile mit inhomogenen Eigenschaften (MultiLC) - Teilvorhaben: Verbesserung bekannter Bindemittelkonzepten im Hinblick auf Nachhaltigkeit und die Anwendung als inhomogener Leichtbeton

  Link zum kostenlosen Volltext   

[Quelle: https://www.tib.eu]

Multifunktionale Leichtbetonbauteile versprechen ein großes Marktpotential, da das nachhaltige Bauen von wachsender Bedeutung ist. Das liegt einerseits an der Leistungssteigerung des Betons, der dadurch als alleiniger Baustoff in der Gebäudehülle verwendet werden kann. Durch den Wegfall komplexer, anfälliger, teurer und schwer zu entsorgender Wandaufbauten, ist der Einsatz von monolithischen Bauteilen eine attraktive Alternative. Ziel des Verbundvorhabens war es daher, neuartige multifunktionale Bauteile aus Leichtbeton zu entwickeln. Das Ziel des Teilprojektes bestand in der Untersuchung und Verbesserung bekannter Bindemittelkonzepte in Hinblick auf die Nachhaltigkeit in Kombination mit der Anwendung als inhomogener Leichtbeton. Bisher nicht bekannte Kombinationen von Bindemittelkonzepten, Zusatzmitteln und Leichtzuschlägen unter Berücksichtigung ihrer Nachhaltigkeit wurden untersucht und auf ihre Tauglichkeit des Einsatzes in industriellen Anlagen durch die Demonstratorherstellung geprüft. Die Vorhabenziele bezogen auf die angestrebten technischen Eigenschaften konnten erreicht werden.

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Viktor Mechtcherine, Jens Otto, Frank Will, Viacheslav Markin, Christof Schröfl, Venkatesh Naidu Nerella, Martin Krause, Charlotte Dorn, Mathias Näther
CONPrint3D-Ultralight - Herstellung monolithischer, tragender Wandkonstruktionen mit sehr hoher Wärmedämmung durch schalungsfreie Formung von Schaumbeton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3181
2020, 127 S., 78 Abb. u. 35 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Beton-3D-Druck ist eine kontinuierliche, schalungsfreie Bautechnologie nach dem Prinzip der additiven Fertigung, die wirtschaftliche Errichtung von Bauwerkstrukturen unter Baustellenbedingungen ermöglicht. Das Projekt beschäftigte sich mit der Erweiterung des Verfahrens auf Schaumbeton mit dem Ziel, die Grundlagen einer Technologie zur Erstellung tragender Wände zu entwickeln. Schaumbeton zeichnet sich durch geringe Rohdichte und gute Wärmedämmeigenschaften aus. Die entwickelten Schaumbetone, technologischen und baustofflich-analytischen Prozesse und Verfahren, sowie die Maschinenelemente einschließlich deren Integration stellen elementare Grundlagen dar, die zur großtechnischen und baupraktischen Umsetzung von schalungsfreien Formgebungsverfahren mit Schaumbetonen notwendig sind. Die Projektergebnisse können von Baustoff- und Zusatzmittelherstellern, Baumaschinenherstellern sowie Baufirmen genutzt werden, um mit beschränktem Aufwand aus dem prototypisch nachgewiesenen 3D-Druck von Schaumbeton marktfähige Produkte und Technologien mit ausgeprägten Alleinstellungsmerkmalen weiterzuentwickeln. Die erfolgte positive Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Bauverfahrens stellt eine ausgezeichnete Grundlage für deren Überführung in die Baupraxis dar.

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Bernhard Middendorf, Ekkehard Fehling
Dauerhafte und wärmedämmende Wandelemente aus Fertigteil-Hybriden aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) und chemisch aufgetriebenen, lufthärtendem, mineralischen Schaumbeton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3128
2019, 71 S., 56 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Konventionelle Wandelemente bestehen heutzutage meist aus einer Vielzahl an Materialen, um den Anforderungen an den Lastabtrag sowie an den Wärmeschutz nach EnEV zu entsprechen. Diese Materialen werden beispielsweise verklebt, sodass beim Rückbau keine sortenreine Trennung möglich ist. Dieses Problem soll durch das rein mineralische Wandsystem aus zwei UHPC-Schalen, die den wärmedämmenden und lastabtragenden Schaumkern schützen, erzielt werden. Für die Entwicklung eines vollständig mineralischen, tragenden und gleichzeitig wärmedämmenden Wandbauteiles wurden außenliegende ultrahochfeste Betonschalen (UHPC) und ein innenliegender Schaum auf UHPC-Basis zu einem Sandwichwandelement kombiniert. Dabei wurde ein mineralischer, chemisch aufgetriebener, lufthärtender Schaum (CLM-Schaum) auf Basis einer UHPC-Feinkornmischung genutzt, der im Gegensatz zu Porenbeton lufterhärtend ist und keine energieintensive Autoklavierung benötigt.

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Jürgen Schnell, Robert Jüpner, Kasem Maryamh, Michael Eiden
Bemessung und Konstruktion von selbstaufschwimmenden Hochwassersperren in Beton-Sandwichbauweise: Selbstaufschwimmende Hochwassersperren
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3155
2019, 85 S., 113 Abb. u. 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Hochwassersicheres Bauen ist eine Aufgabe, der in vielen gewässernahen Regionen Deutschlands große sicherheitstechnische und volkswirtschaftliche Bedeutung zukommt. Zusätzliche Herausforderungen entstehen durch die statistisch belegte erhebliche Zunahme lokaler Starkregenereignisse, die mit geringer Vorwarnzeit eintreten. Der Aufbau der zur Verfügung stehenden mobilen Schutzeinrichtungen erfordert eine Vielzahl von eingewiesenen Arbeitskräften, die erfahrungsgemäß im Ernstfall - erst recht bei ohne Vorwarnung auftretenden lokalen Starkregenereignissen - nicht im erforderlichen Umfang zur Verfügung steht. Bekannte selbstaufschwimmende Systeme erfüllen bisher nicht die gestellten Anforderungen an Robustheit (Befahrbarkeit) und Dauerhaftigkeit. Als ein Beitrag zur Begrenzung von Hochwasserschäden wurde an der TU Kaiserslautern eine selbsttätig aufschwimmende Hochwassersperre entwickelt, die allen Anforderungen hinsichtlich Funktionalität, Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit gerecht wird. Die Konstruktion besteht aus einem Sandwichelement mit Deckschichten aus Hochleistungsbeton und zeichnet sich durch die Verwendung eines wartungsfreien, wasserdichten Betongelenkes aus, das in jeder Position alle auftretenden Kräfte überträgt.

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Oliver Fischer, Dirk Volkmer, Philipp Lauff, Manuel Hambach, Matthias Rutzen
Zementgebundener kohlenstofffaserverstärkter Hochleistungswerkstoff (Carbonkurzfaserbeton)
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3178
2019, 109 S., 69 Abb. u. 29 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Seit längerem gibt es intensive Bestrebungen, den volkswirtschaftlich außerordentlich bedeutsamen Verbundwerkstoff Stahlbeton weiterzuentwickeln und dazu vor allem die Zugfestigkeit von Beton zu erhöhen. Mit dem an der Universität Augsburg entwickelten Herstellungsverfahren, bei dem die Ausrichtung beigemischter Kohlenstofffasern durch eine Düse gezielt eingestellt werden kann, ist es gelungen, mit handelsüblichen Ausgangsstoffen und im Grunde praxisgerechten Verfahren eine signifikante Erhöhung des Verhältniswertes von Zug- und Druckfestigkeit bei Zementsteinproben zu erreichen. In den Untersuchungen zur Materialentwicklung konnte gezeigt werden, dass die hohen Festigkeiten der faserverstärkten Prüfkörper auch mit kürzeren Fasern erreicht werden können und somit besser verarbeitbare Mörtel gleicher Festigkeit herstellbar sind. Ein sowohl preisliches als auch in der Ökobilanz günstigeres System konnte ohne Festigkeitsverlust realisiert werden, indem teure neuwertige Fasern durch günstigere Recyclingprodukte ersetzt wurden.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Schnell, Jürgen; Lohaus, Ludger; Mark, Peter
Zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher
Beton- und Stahlbetonbau, 2017

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Steinbock, Oliver; Curbach, Manfred; Hänseroth, Thomas
Willy Gehler - Versuch einer Einordnung. Workshop und Ausstellung zu Leben und Wirken eines umstrittenen Hochschullehrers und Stahlbetonpioniers
Beton- und Stahlbetonbau, 2017

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