Im Projekt wurden ressourcenschonende, modulare und leichte Betonkonstruktionen mit tragenden Bauelementen aus UHPC entwickelt. Im Fokus der Untersuchungen standen Träger und Stützen sowie die entsprechenden Querschnittsformen. Als Anschlusskonstruktionen für die Bauteile wurden Verbunddübelleisten in Klothoidenform betrachtet. Anhand der experimentellen und numerischen Untersuchungen wurde gezeigt, dass mit den UHPC-Verbundträgern und -stützen sehr tragfähige, schlanke und dennoch duktile Konstruktionselemente zur Verfügung stehen. Die maßgeblichen Vorteile von UHPC gegenüber Normalbeton sind die größere Dauerhaftigkeit und die höhere Druckfestigkeit. Dies ermöglicht eine grundsätzlich schlankere Bauweise, welche durch die Verwendung von modularen Elementen sehr gut in die Praxis umgesetzt werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Modulares Bauen - eine Bauweise, die nach dem Baukastenprinzip die einzelnen Elemente zusammenfügt und komplexe geometrische Strukturen entstehen lassen, bietet beim rasanten Wachstum der Städte eine Möglichkeit den Ansprüchen unserer heutigen Zeit gerecht zu werden. Durch einzelne modulare Elemente, die jederzeit flexibel austauschbar oder ergänzt werden können, entsteht eine wandelbare Wohneinheit, die jeder Umgebungsstruktur angepasst werden kann. Während die meisten Menschen in Deutschland die "Containerbauweise" mit Notunterkünften assoziieren, haben Architekten längst das Potential dieser Bauweise entdeckt. Im Vergleich zu den anfänglichen Interessen der Material- und Zeiteinsparung, entwickelt sich modulares Bauen hin zur experimentellen und innovativen Architektur. Mit dem Forschungsvorhaben wurde eine neuartige Variante der modularen Bauweise aus Sandwichelementen mit dünnen Deckschichten aus Textilbeton in monolithischer Ausführung entwickelt. Des Weiteren lässt sich anhand der flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten durch angehängte Module sowie einer minimalistisch, effizienten Architektur ein innovatives Design mit konstruktiven Tragwerksideen vereinen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ultrahochfester faserbewehrter Beton birgt sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht große Potentiale für den Fertigteilbau. Mit Hilfe dieses innovativen Werkstoffs können gegenüber üblichen Betonbauweisen der Ressourcenverbrauch und die Eigenlasten deutlich reduziert werden, während sich gleichzeitig die Dauerhaftigkeit erhöht. Der Parkhausbau stellt somit ein ideales Anwendungsgebiet für den vielversprechenden Werkstoff dar. Mit dem Forschungsvorhaben konnten die Vorteile von ultrahochfestem faserbewehrten Beton, wie z.B. die exzellenten Dauerhaftigkeitseigenschaften sowie die Reduktion von Eigengewicht, für eine Anwendung im Parkhausbau aufgezeigt werden. Das entwickelte Tragsystem aus vorgespannten Längsträgern und filigranen Plattenelementen weißt dabei, bei gleichbleibender Tragfähigkeit, extrem geringe Querschnittsabmessungen auf. Dadurch und aufgrund des entwickelten Fügeprinzips ohne Anschlussbewehrung und Beschichtungen ergäben sich erhebliche Vorteile bei der Verlegung. Aufgrund der exzellenten Dauerhaftigkeitseigenschaften kann auf jegliche (im Parkhausbau übliche) Beschichtungen verzichtet werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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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.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Eine wirtschaftlich vielversprechende Alternative zu Turmtragwerken aus Stahl für Offshore-Windenergieanlagen stellen extern vorgespannte Turmtragwerke aus dem Hochleistungswerkstoff ultrahochfester Faserfeinkornbeton (UHFFB) in Segmentbauweise dar. Das Ziel des Forschungsprojekts war es, die Machbarkeit dieses innovativen Turmkonzeptes nachzuweisen sowie durch eine Minimierung der Wandungsstärke des Turmtragwerks den Materialverbrauch zu reduzieren.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der Verbundbau hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. In diesem Zusammenhang ist in erster Linie der Stahl-Beton-Verbundbau zu nennen, doch auch Holz wird zunehmend in Verbundkonstruktionen eingesetzt. Die Holz-Beton-Verbundbauweise wird seit den 80er Jahren nach längerem Stillstand wieder zunehmend erforscht, hat in Deutschland aber bei Weitem nicht den Stellenwert wie in anderen europäischen Ländern. In diesem Forschungsvorhaben wurde das Trag- und Verformungsverhalten von Schubnocken aus hochfestem Beton als Schubverbindung für Holzverbundträger untersucht. Bei diesem Verbundmittel wird der Verbund zwischen Holzbalken und dem Betongurt durch in den Holzbalken einbetonierte Schubnocken aus hochfestem Beton sichergestellt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Stahlbetonbauteilen gegen klimatische und chemische Einwirkungen kann ein UHPC verwendet werden, der sich durch eine hohe Druckfestigkeit und äußerst dichte Gefügematrix auszeichnet. Die Dauerhaftigkeit lässt sich weiter steigern, wenn die Betonstahlbewehrung durch eine nicht korrodierende BFRP ersetzt wird. Ferner hat BFRP eine höhere Zugfestigkeit, so dass prinzipiell auch eine Vorspannung möglich ist. Insgesamt wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen zu verschiedenen Themen und Fragestellungen im Hinblick auf den Einsatz von BFRP in Betonbauteilen aus UHPC ausgeführt. Es konnten wertvolle Ergebnisse zu den verschiedenartigsten Fragestellungen gewonnen werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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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.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Steigende Betondruckfestigkeiten ermöglichen im Massivbau eine steigende Konstruktionsschlankheit. Der dadurch steigende Einfluss der schwingungsverursachenden Verkehrslasten gegenüber dem Eigengewicht führt zu einer größeren Relevanz der Ermüdungsfestigkeit. Bei Ermüdungsversuchen an Hochleistungsbetonen wurden bei hohen Frequenzen eine Probenerwärmung festgestellt. Diese Arbeit widmet sich der Entstehung sowie der Auswirkung der Erwärmung auf die Ergebnisse der Versuche.
Mittels einer Parameterstudie konnten die Erwärmungsursachen mit dem inneren Reibungspotential in Abhängigkeit der Schädigung und Korngrößen, dem amplitudenabhängigem Energieeintrag sowie der frequenzabhängigen Abkühlungszeit festgestellt werden. Dabei wurde mit stiegender Temperatur eine Verringerung der Bruchlastwechselzahlen beobachtet. Als Hauptursache dafür wurde die Temperaturabhängigkeit der statischen Druckfestigkeit ausgemacht. Diese reduziert sich bei Erwärmung, was bei konstantem zyklischen Lasteintrag zu einer Vergrößerung des bezogenes Lastspiels und damit zum früheren Versagen führt. In dieser Arbeit wird eine anhand der Versuchsergebnisse entwickelte analytische Methode vorgestellt, mit der mittels der gemessenen Maximaltemperatur und dem Anfangslastspiel ein äquivalentes effektives Lastspiel errechnet wird, welches die Festigkeitsveränderung des Betons berücksichtigt. Die Auswertungsmethode ermöglich eine Einordnung der Versuchsergebnisse in Wöhlerdiagramme, ohne das Material zu unterschätzen oder den Versuchsablauf durch Maßnahmen zur Verhinderung des Temperaturanstiegs zu verändern.
Aktualisiert: 2023-05-18
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Steigende Betondruckfestigkeiten ermöglichen im Massivbau eine steigende Konstruktionsschlankheit. Der dadurch steigende Einfluss der schwingungsverursachenden Verkehrslasten gegenüber dem Eigengewicht führt zu einer größeren Relevanz der Ermüdungsfestigkeit. Bei Ermüdungsversuchen an Hochleistungsbetonen wurden bei hohen Frequenzen eine Probenerwärmung festgestellt. Diese Arbeit widmet sich der Entstehung sowie der Auswirkung der Erwärmung auf die Ergebnisse der Versuche.
Mittels einer Parameterstudie konnten die Erwärmungsursachen mit dem inneren Reibungspotential in Abhängigkeit der Schädigung und Korngrößen, dem amplitudenabhängigem Energieeintrag sowie der frequenzabhängigen Abkühlungszeit festgestellt werden. Dabei wurde mit stiegender Temperatur eine Verringerung der Bruchlastwechselzahlen beobachtet. Als Hauptursache dafür wurde die Temperaturabhängigkeit der statischen Druckfestigkeit ausgemacht. Diese reduziert sich bei Erwärmung, was bei konstantem zyklischen Lasteintrag zu einer Vergrößerung des bezogenes Lastspiels und damit zum früheren Versagen führt. In dieser Arbeit wird eine anhand der Versuchsergebnisse entwickelte analytische Methode vorgestellt, mit der mittels der gemessenen Maximaltemperatur und dem Anfangslastspiel ein äquivalentes effektives Lastspiel errechnet wird, welches die Festigkeitsveränderung des Betons berücksichtigt. Die Auswertungsmethode ermöglich eine Einordnung der Versuchsergebnisse in Wöhlerdiagramme, ohne das Material zu unterschätzen oder den Versuchsablauf durch Maßnahmen zur Verhinderung des Temperaturanstiegs zu verändern.
Aktualisiert: 2023-05-12
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Steigende Betondruckfestigkeiten ermöglichen im Massivbau eine steigende Konstruktionsschlankheit. Der dadurch steigende Einfluss der schwingungsverursachenden Verkehrslasten gegenüber dem Eigengewicht führt zu einer größeren Relevanz der Ermüdungsfestigkeit. Bei Ermüdungsversuchen an Hochleistungsbetonen wurden bei hohen Frequenzen eine Probenerwärmung festgestellt. Diese Arbeit widmet sich der Entstehung sowie der Auswirkung der Erwärmung auf die Ergebnisse der Versuche.
Mittels einer Parameterstudie konnten die Erwärmungsursachen mit dem inneren Reibungspotential in Abhängigkeit der Schädigung und Korngrößen, dem amplitudenabhängigem Energieeintrag sowie der frequenzabhängigen Abkühlungszeit festgestellt werden. Dabei wurde mit stiegender Temperatur eine Verringerung der Bruchlastwechselzahlen beobachtet. Als Hauptursache dafür wurde die Temperaturabhängigkeit der statischen Druckfestigkeit ausgemacht. Diese reduziert sich bei Erwärmung, was bei konstantem zyklischen Lasteintrag zu einer Vergrößerung des bezogenes Lastspiels und damit zum früheren Versagen führt. In dieser Arbeit wird eine anhand der Versuchsergebnisse entwickelte analytische Methode vorgestellt, mit der mittels der gemessenen Maximaltemperatur und dem Anfangslastspiel ein äquivalentes effektives Lastspiel errechnet wird, welches die Festigkeitsveränderung des Betons berücksichtigt. Die Auswertungsmethode ermöglich eine Einordnung der Versuchsergebnisse in Wöhlerdiagramme, ohne das Material zu unterschätzen oder den Versuchsablauf durch Maßnahmen zur Verhinderung des Temperaturanstiegs zu verändern.
Aktualisiert: 2023-05-12
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In dieser Promotionsarbeit wurden die Einflüsse variierender rheologischer Kenngrößen von UHPC-Leimen auf die Entwicklung erdfeuchter ultrahochfester Betone (erdfeuchter UHPC) aufgezeigt und analysiert. Neben den betontechnologischen Vorteilen eines UHPC gegenüber Normalbetonen sowie den möglichen ökonomischen und ökologischen Vorzügen sollten auch die notwendigen Kenntnisse für die Verwendung eines erdfeuchten UHPC in der Produktion bereitgestellt werden. Ein übergeordnetes Ziel der Arbeit ist die Erweiterung des Leistungsspektrums des UHPC um Betone mit erdfeuchter Konsistenz. Dazu wurde der erdfeuchte UHPC über ein 2-Phasen-Modell, bestehend aus der UHPC-Leimphase und der Gesteinskörnungsphase modelliert. Dieser Modellansatz ermöglicht es, die zentralen Eigenschaften erdfeuchter Betone mit den rheologischen Eigenschaften des UHPC-Leims zu verknüpfen. In den experimentellen Untersuchungen wurden die Einflüsse unterschiedlicher rheologischer Parameter des UHPC-Leims auf die Entwicklung erdfeuchter UHPC quantifiziert und die sich daraus ergebenden maßgebenden Zusammenhänge analysiert und in ein Ingenieurmodell integriert. Mit dem Verständnis dieser zugrunde liegenden Abhängigkeiten können zukünftig erdfeuchte UHPC konzipiert und auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden.
Aktualisiert: 2023-01-12
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Ein nachhaltiges Bauen mit im Werk vorgefertigten Bauteilen aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB) erfordert recyclinggerechte Fügetechniken. Eine diesem Anspruch gerecht werdende Fügetechnik stellt das Zusammenspannen der Bauteile durch Vorspannung dar, wobei die Fuge zwischen den Bauteilen als Trockenfuge ausgeführt wird.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den wesentlichen Fragestellungen zu deren Tragverhalten, mit dem Ziel, praxisgerechte Bemessungs- und Konstruktionsregeln zu formulieren. Hierzu wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an über 300 Proben und Versuchskörpern durchgeführt, die drei unterschiedliche Betrachtungsebenen berührten:
– das Materialverhalten des UHFFB;
– das Tragverhalten der Trockenfugen;
– die Mikrogeometrie der Fügeflächen.
Um das gesamte Versagensspektrum der Trockenfugen zu erfassen, wurden sowohl Druck- und Schub-Druck-Versuche als auch Abscherversuche durchgeführt, wobei die folgenden Einflussgrößen variiert wurden:
– Makrogeometrie der Fügeflächen (eben, genoppt, verzahnt);
– Mikrogeometrie der Fügeflächen (unbehandelt, gestrahlt);
– Art (statisch, zyklisch) sowie Höhe und Richtung der Belastung.
Um die eigenen Fugenversuche zu bewerten und alle bis dato im Schrifttum dokumentierten Fugenversuche einer gemeinsamen Auswertung zu unterziehen, wurde eine Datenbank erstellt, die insgesamt 529 Versuche umfasst. Anhand dieser konnte u. a. erstmalig eine Funktion zur mathematischen Beschreibung der Schubspannungs-Verschiebungs-Kurve vorgeschlagen werden.
Ausgehend von den empirisch abgeleiteten Grenzbeziehungen wurde der Bemessungswert der effektiven Druckfestigkeit einer Druckstrebe mit zur Belastungsrichtung senkrechter Fuge sowie der Bemessungswert der Schubtragfähigkeit von ebenen und verzahnten Trockenfugen bestimmt. Für zyklisch schubbeanspruchte ebene und verzahnte Trockenfugen konnte außerdem ein vereinfachter Ermüdungsnachweis angegeben werden. Daneben wurde eine auf dem ISO-GPS-System basierende Fugenkategorisierung vorgeschlagen, die stärker als bisher den Oberflächenzustand der Fügeflächen berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Dieses Buch beschreibt die geschichtliche Entwicklung von Beton im Maschinenwesen. Es fasst die seit 150 Jahren gesammelten Erkenntnisse, Bemessungs- und Prüfverfahren von Bauingenieuren mit diesem weltweit wichtigsten Konstruktionsbaustoff zusammen. Dieses Wissen wird dem Anforderungsprofil des Maschinenbauingenieurs gegenübergestellt und die Wissenslücken bei der Anwendung im Maschinenbau werden identifiziert. Der Hauptteil behandelt die für den Maschinenbau wichtigen Materialeigenschaften der speziellen Betonsorte "Nanodur". In den letzten 5 Jahren wurden umfangreiche Untersuchungen zur Zugfestigkeit, Verformungsbeständigkeit, Verankerungs-, Verklebungs- und Abformtechnik durchgeführt, welche hier erstmals veröffentlicht werden. Das Buch gibt eine Übersicht zu unterschiedlichen Sichtweisen von Ingenieuren auf diesen Werkstoff und gibt Empfehlungen zur praktischen Anwendung von zementgebundenen Betonen im Maschinenbau. Stichpunkte aus dem Inhalt: Anforderungen an Maschinenteile aus Beton // Stand der Technik zu UHPC im Maschinenbau // Gegenstand der Forschung: Nanodur Beton im Maschinenbau // Berechnung von Nanodur Beton // Produktion von Bauteilen aus Nanodur Beton // Anwendungsbeispiele.
Aktualisiert: 2022-01-01
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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.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Modulares Bauen - eine Bauweise, die nach dem Baukastenprinzip die einzelnen Elemente zusammenfügt und komplexe geometrische Strukturen entstehen lassen, bietet beim rasanten Wachstum der Städte eine Möglichkeit den Ansprüchen unserer heutigen Zeit gerecht zu werden. Durch einzelne modulare Elemente, die jederzeit flexibel austauschbar oder ergänzt werden können, entsteht eine wandelbare Wohneinheit, die jeder Umgebungsstruktur angepasst werden kann. Während die meisten Menschen in Deutschland die "Containerbauweise" mit Notunterkünften assoziieren, haben Architekten längst das Potential dieser Bauweise entdeckt. Im Vergleich zu den anfänglichen Interessen der Material- und Zeiteinsparung, entwickelt sich modulares Bauen hin zur experimentellen und innovativen Architektur. Mit dem Forschungsvorhaben wurde eine neuartige Variante der modularen Bauweise aus Sandwichelementen mit dünnen Deckschichten aus Textilbeton in monolithischer Ausführung entwickelt. Des Weiteren lässt sich anhand der flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten durch angehängte Module sowie einer minimalistisch, effizienten Architektur ein innovatives Design mit konstruktiven Tragwerksideen vereinen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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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.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Ultrahochleistungsbeton besitzt aufgrund seiner hohen Gefügedichte hervorragende Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften. Die optimierte hohlraumarme Kornpackung führt jedoch zu einem
gegenüber Normalbeton weitaus spröderen Materialverhalten. Um die Duktilität der Betonmatrix zu erhöhen, werden dem Ultrahochleistungsbeton üblicherweise hochfeste Mikrodrahtfasern zugegeben. Ein Nachteil des Einsatzes von Mikrodrahtfasern innerhalb der UHPC-Matrix stellt deren zufällige Ausrichtung und Verteilung dar.
In der vorliegenden Arbeit wird auf Grundlage umfassender Laborversuche der Ersatz dieser Mikrodrahtfasern durch eine Mikrobewehrung untersucht. Die vorgestellte Mikrobewehrung wird vor dem
Einfüllen des UHPC in die Schalung eingebaut und ist somit in Lage und Ausrichtung bekannt, was einen effizienten Einsatz ermöglicht. Auf Basis experimenteller Untersuchungen werden Materialmodelle definiert und ein Finite-Elemente-Modell entwickelt, welches in der Lage ist, das Trag- und Verformungsverhalten des mikrobewehrten UHPC realitätsnah abzubilden. In Analogie zum Stahlbetonbau wird ein Bemessungsmodell zur Bestimmung der Druck-, Zug- und Biegetragfähigkeit vorgestellt. Die entwickelten Bemessungstafeln zur Bemessung von Bauteilen mit Rechteckquerschnitt unter reiner Biegung berücksichtigen die Verwendung unterschiedlicher Stahlgüten, und die zugehörigen grafischen Hilfsmittel erlauben eine einfache Dimensionierung des Verbundmaterials. Neben den Aspekten der Tragfähigkeit werden auch die Dauerhaftigkeitseigenschaften von mikro- und faserbewehrtem UHPC miteinander verglichen.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.
Aktualisiert: 2023-03-31
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