Sandwichelemente mit UHPC‐Deckschichten und geschäumten PUR‐Kernschichten

Abstract

Moderne Gebäudehüllen sind dauerhafte und integrale Konstruktionen, die nach dem Prinzip der Funktionsaddition einen geringen Ressourcenverbrauch, günstige bauphysikalische Eigenschaften, Übernahme von Tragfunktionen, Modularität und architektonische Gestaltbarkeit vereinen. Innovative Sandwichkonstruktionen mit Betondeckschichten können diese Anforderungen erfüllen. Durch den Einsatz von Hochleistungsbetonen und korrosionsresistenten Bewehrungen aus Faserverbundwerkstoffen für die Deckschichten können in Kombination mit eingeschäumtem Polyurethan als Kernmaterial leistungsfähige Sandwichquerschnitte hergestellt werden. Um die Grundlagen für räumliche Sandwichelemente mit verschiedenen Querschnittsformen zu schaffen und die Herstelltechnik zu überprüfen, werden zunächst ebene Sandwichbalken und Sandwichplatten getestet. Die Ergebnisse dieser Versuche werden im vorliegenden Beitrag diskutiert.

Biegebemessungsmodell mit einer geschlossenen und iterativen Lösung für Textilbetonbauteile

“…In den letzten Jahren wurden zahlreiche Bauprojekte unter Verwendung des innovativen Verbundwerkstoffs Textilbeton verwirklicht. Die Tragstrukturen werden immer vielseitiger und reichen von Fassaden über Schalentragwerke bis hin zu Brücken [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Für deren Realisierung waren infolge von fehlenden Normen Zustimmungen im Einzelfall (ZiE) oder allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ) notwendig.…”

Großformatige Sandwichelemente mit Deckschichten aus Textilbeton

“…Die Verbundmittel nehmen dabei Schubbeanspruchungen aus dem Eigengewicht der Außenschale bei Auflagerung der Innenschale, Temperaturbeanspruchungen sowie aus Biegung infolge Wind auf. Das Verbundmittel besteht aus einem linienförmigen textilen Verbundgitter, welches erstmalig in untersucht und anschließend kontinuierlich weiterentwickelt wurde . Um die energetischen Anforderungen an die Gebäudehülle zu erfüllen, wird der Raum zwischen den Betonschalen mit Dämmstoff aufgefüllt.…”

“…Konventionelle Verbundmittel aus dem Stahlbetonbau können aufgrund der benötigten Einbindetiefe bei 30 mm dünnen Bauteilen nicht verwendet werden. In vorausgegangenen Forschungsvorhaben hatten sich „linienförmige Verbundgitter“ als am besten geeignet erwiesen. Dabei wurde ein zweidimensionales ebenes Gelege aus Carbon als Verbundmittel in die beiden Schalen eingebunden, Bild a).…”

Verbund in Glas‐Hartschaum‐Beton‐Sandwichelementen

“…Die von Shams, Stark et al beschriebenen Sandwichquerschnitte wurden durch Einschäumen von PUR zwischen erhärtete Betondeckschichten aus HFB mit 8 mm Größtkorn bzw. aus ultrahochfestem Beton (UHFB) mit 0,5 mm Größtkorn hergestellt.…”

“…Gegenüber Eindrücken der Hartschaumplatten in den Frischbeton nach können durch Betonieren auf den Hartschaum selbst für Betone mit geringer Festigkeit deutlich höhere Verbundfestigkeiten erzielt werden. Schäumen von PUR gegen den erhärteten Beton nach liefert bei UHFB ähnlich gute Ergebnisse wie Betonieren auf den Hartschaum, erfordert jedoch eine Umstellung des Fertigungsprozesses im Fertigteilwerk. Wie lichtmikroskopische Untersuchungen zeigen, erlauben der hohe Feinstoffgehalt und die fließfähige Konsistenz von UHFB das Abformen von Mikrotexturen, bspw. bei EPS‐H, bzw.…”