
Abbildung: Links: Geprüfte Abplatzprüfkörper aus Carbonbeton ohne Schutzmaßnahme, mit reaktivem Brandschutzsystem und mit Polypropylenfasern; Rechts: Herstellung von Carbonbeton
Quelle: BAM
Projektlaufzeit
01.03.2023 - 28.02.2026
Projektart
Projektförderung durch das BMWK
Projektstatus
Laufend
Kurzbeschreibung
Es wird ein leichtes, korrosionsbeständiges Deckensystems aus vorgespanntem Carbonbeton entwickelt. Durch den geringen Materialeinsatz werden Ressourcen geschont und CO2-Emissionen reduziert. Durch das Projekt werden nicht nur offene Fragestellungen auf der Bauteilebene beantwortet, sondern auch Fertigungsmethoden entwickelt, um das Carbongelege zu konfektionieren und die Herstellung von Bauteilen im Betonfertigteilwerk zu automatisieren. Der Beitrag der BAM zum Forschungsprojekt besteht in der Untersuchung des Feuerwiderstandes des neuartigen Deckensystems.
Ort
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Unter den Eichen 87
12205 Berlin
3D-Darstellung eines Abplatzprüfkörpers aus Carbonbeton Quelle: BAM
Quelle: BAM
Quelle: BAM
- Untersuchung der thermomechanischen Eigenschaften des Textilgeleges und des Betons
- Beurteilung des Abplatzverhaltens von Beton unter Brandbeanspruchung unter Berücksichtigung des Einflusses der Carbonbewehrung
- Bestimmung des Durchwärmungsverhaltens von dünnwandigen Bauteilen aus Carbonbeton
Quelle: BAM
Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Förderkennzeichen: 03LB3089B)
Dünnwandige Bauteile aus Carbonbeton unter Brandbeanspruchung
Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle von herkömmlichem Spannstahl ermöglicht es Beton, vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund erforderliches Minimum zu reduzieren. Das Carbongelege selbst besteht aus Carbonfasern in einer Tränkungsmatrix. Diese fasst die einzelnen Carbonfasern zu Strängen zusammen und ermöglicht somit das Überbrücken von Schadstellen in einzelnen Fasern. Zusätzlich ist die Tränkungsmatrix maßgeblich für den Verbund zwischen der Carbonbewehrung und dem Beton verantwortlich. Der Wechsel von massiven zu filigranen und vergleichsweise leichten Bauteilen führt jedoch aufgrund der geringeren Masse und der damit einhergehenden schnelleren Erwärmung zu einer Abnahme des Feuerwiderstands.
Ferner führt die Erweichung der Tränkungsmatrix im Brandfall zum Verbundverlust zwischen Carbongelege und Beton und somit zum Versagen des Bauteils. Die Brennbarkeit des Carbongeleges ab ca. 600 °C sowie die Abplatzneigung des verwendeten Feinbetons stellen weitere Herausforderungen für den baulichen Brandschutz dar. Bisher sind lediglich wenige Informationen und Erkenntnisse hinsichtlich des Verhaltens von Carbonbetonbauteilen im Brandfall vorhanden. Da Gebäude im Allgemeinen Anforderungen an den Feuerwiderstand erfüllen müssen, ist der Einsatz der Carbonbetonbauweise derzeit stark limitiert. Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, diese Wissenslücke zu schließen und das Tragverhalten von vorgespannten, dünnwandigen Deckensystemen aus Carbonbeton unter Brandbeanspruchung zu untersuchen.
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Förderkennzeichen: 03LB3089B)