Spatial Textile Reinforcement Structures for Ventilated and Sandwich Facade Elements

Abstract

Textile Reinforced Concrete (TRC) is a new composite material using mesh-like technical textiles to transfer tensile forces in a concrete member. The main advantage in using these reinforcements is the reduction of concrete covers to only few millimeters leading to slender and light-weight concrete applications like ventilated facade elements and sandwich panels with TRC facings. Based on three applications, which are realized in the last two years, it is revealed that there is a need not only for capable planar fabrics but also for spatial structures. Inherently stable reinforcement structures are achieved by impregnating the fabrics with a resin (e.g. epoxy resin) and curing the structures in the desired shape at temperatures up to 180°C. Moreover, the utilization of the cross-section of the rovings is homogenized and, thus, a tensile strength up to 1400 MPa is achieved for AR-glass fabrics. The article deals with selected applications for facade structures made of TRC, material properties and demands on the textile reinforcement as well as production processes. Furthermore, test results regarding the load-bearing behavior of these selected applications are presented.

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.…”

Applications of textile-reinforced concrete in the precast industry

“…(2) broader use of spatially arranged fibre structures (three-dimensional (3D) textiles; see Roye and Gries, 2007;Hegger et al, 2012) in an attempt to accommodate 3D loadbearing requirements and facilitate production processes; (3) the use of hybrid (bi-or multimaterial) textiles in order to optimize material usage (e.g., glass/ carbon textiles where the carbon rovingscorresponding to limited fibre volume fractionsare solely used for their electrothermal properties (see Xu et al, 2011) and not for structural purposes); (4) development of cementitious matrices of low alkalinity or even cement-free mixtures that would improve the durability of fibre nets prone to alkaline attack and (5) experimentation with textiles comprising natural fibres (Alves Fidelis et al, 2015) in order to refrain from resource-intensive production practices for man-made fibres. Further to the above-stated considerations is a marked trend for enriching structural materials with capabilities other than structural rendering them multifunctional while in service.…”

Sandwichelemente mit UHPC‐Deckschichten und geschäumten PUR‐Kernschichten

“…Dadurch entstehen neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Sandwichkonstruktionen, da Deckschichtdicken von wenigen Zentimetern auch bei größeren Spannweiten realisiert werden können. In zahlreichen Beispielen wurde das Potenzial der Textilbetonbauweise bereits erprobt [2][3][4][5][6][7] und der Werkstoff UHPC eingehend untersucht und eingesetzt [8][9][10][11][12][13][14][15]. Im Speziellen ist UHPC mit hohen Druck-und Zugfestigkeiten für vorgespannte und dünnwandige Bauteile geeignet [16][17][18][19].…”