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Textilbeton: Unterschied zwischen den Versionen
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Gegenüber der klassischen [[Bewehrung]] aus [[Stahl]] hat die textile Bewehrung den großen Vorteil nicht zu korrodieren. Bewehrungsstahl in Stahlbeton muss eine ausreichend große und dichte [[Betondeckung]] sowie alkalische Umgebungsbedingungen aufweisen, um [[Passiver Korrosionsschutz|vor Korrosion geschützt]] zu sein. Dementsprechend müssen Stahlbeton-Bauteile eine größere Mindestdicke aufweisen. Aus Textilbeton lassen sich dagegen sehr dünne, aber dennoch tragfähige Schalen herstellen. Auch beim Auftrag dünner Verstärkungsschichten bei der [[Instandsetzung]] von Bauteilen ist dies ein Vorteil.<br /> | Gegenüber der klassischen [[Bewehrung]] aus [[Stahl]] hat die textile Bewehrung den großen Vorteil nicht zu korrodieren. Bewehrungsstahl in Stahlbeton muss eine ausreichend große und dichte [[Betondeckung]] sowie alkalische Umgebungsbedingungen aufweisen, um [[Passiver Korrosionsschutz|vor Korrosion geschützt]] zu sein. Dementsprechend müssen Stahlbeton-Bauteile eine größere Mindestdicke aufweisen. Aus Textilbeton lassen sich dagegen sehr dünne, aber dennoch tragfähige Schalen herstellen. Auch beim Auftrag dünner Verstärkungsschichten bei der [[Instandsetzung]] von Bauteilen ist dies ein Vorteil.<br /> | ||
Anwendungen findet der Verbundwerkstoff derzeit in der Hauptsache im Brückenbau, im Bau von Schalen für Dächer, bei der Herstellung von Fassadenelementen und bei der [[Instandsetzung]]. Derzeit ist die Anwendung von Bauteilen aus Textilbeton für tragende Bauteile nur mit Zustimmung im Einzelfall oder Allgemeiner bauaufsichtliche Zulassungen möglich.<br /> | Anwendungen findet der Verbundwerkstoff derzeit in der Hauptsache im Brückenbau, im Bau von Schalen für Dächer, bei der Herstellung von Fassadenelementen und bei der [[Instandsetzung]]. Derzeit ist die Anwendung von Bauteilen aus Textilbeton für tragende Bauteile nur mit Zustimmung im Einzelfall oder Allgemeiner bauaufsichtliche Zulassungen möglich.<br /> | ||
'''Tafel 1:''' Übersicht über die relevanten Kennwerte textiler Hochleistungsfasern; Quelle: Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der Technischen Universität Dresden<br /> | |||
{| class="wikitable" | |||
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! Material !! Filament‐Ø !! Dichte !! Zugfestigkeit !! E‐Modul !! Thermische Beständigkeit | |||
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| || [μm] || [g/cm³] || [10<sup>3</sup> N/mm²] || [10<sup>3</sup> N/mm²] || [°C] | |||
|- | |||
| Carbon || 7...8 || 1,75...1,82 || 3,2...4,6 || 180...260 || >2000 | |||
|- | |||
| AR‐Glas || 25...28 || 2,75...2,80 || 2,0...2,2 || 70...75 || 700...800 | |||
|- | |||
| Basalt || 12...15 || 2,70...2,80 || 2,0...2,6 || 80...85 || 700...800 | |||
|} | |||
'''Herstellung von Bauteilen aus Textilbeton'''<br /> | '''Herstellung von Bauteilen aus Textilbeton'''<br /> | ||
Zur Herstellung der textilen Bewehrung werden zunächst aus bis zu 10.000 Endlos-Filamenten mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern Bündel (Rovings) erzeugt. Auf Nähwirkmaschinen entstehen daraus die textilen Gelegen mit einem Gitter in der gewünschten Maschenweite. <br /> | Zur Herstellung der textilen Bewehrung werden zunächst aus bis zu 10.000 Endlos-Filamenten mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern Bündel (Rovings) erzeugt. Auf Nähwirkmaschinen entstehen daraus die textilen Gelegen mit einem Gitter in der gewünschten Maschenweite. <br /> | ||
Anschließend wird die textile Bewehrung in einer Schalung in einen Mörtel bzw. Feinbeton eingebettet. Um einen möglichst kraftschlüssigen Verbund mit dem Textil eingehen zu können, muss der Mörtel möglichst fein und fließfähig sein | Anschließend wird die textile Bewehrung in einer Schalung in einen Mörtel bzw. Feinbeton eingebettet. Um einen möglichst kraftschlüssigen Verbund mit dem Textil eingehen zu können, muss der Mörtel möglichst fein und fließfähig sein.<br /> | ||
Die üblichen Produktionstechniken sind das Laminieren, Gießen und Spritzen. Ein weiteres Verfahren ist das Schleudern. | Die üblichen Produktionstechniken sind das Laminieren, Gießen und Spritzen. Ein weiteres Verfahren ist das Schleudern. | ||
Beim Laminieren werden Feinbeton und Textil abwechselnd in Lagen in die [[Schalung]] eingebracht, bis die erforderliche Bauteildicke erreicht ist. Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von zweidimensionalen Platten. Die Produktion der Platten ist nur in horizontaler Lage möglich.<br /> | Beim Laminieren werden Feinbeton und Textil abwechselnd in Lagen in die [[Schalung]] eingebracht, bis die erforderliche Bauteildicke erreicht ist. Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von zweidimensionalen Platten. Die Produktion der Platten ist nur in horizontaler Lage möglich.<br /> | ||
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'''Tragverhalten und Bemessung'''<br /> | '''Tragverhalten und Bemessung'''<br /> | ||
Entscheidend für die Tragfähigkeit des Textilbetons ist die Übertragung der Kräfte aus der Feinbetonmatrix auf die Filamente eines Rovings. Aber nur ein geringer Teil der Filamente ist vollständig in die Feinbetonmatrix eingebunden. Die Größe der Kontaktfläche und die Qualität des Verbundes zwischen Filament und Matrix bestimmen die Verbundeigenschaften der Bewehrung und sind entscheidend für die Ausnutzung der theoretischen Tragfähigkeit der textilen Bewehrung.<br /> | Entscheidend für die Tragfähigkeit des Textilbetons ist die Übertragung der Kräfte aus der Feinbetonmatrix auf die Filamente eines Rovings. Aber nur ein geringer Teil der Filamente ist vollständig in die Feinbetonmatrix eingebunden. Die Größe der Kontaktfläche und die Qualität des Verbundes zwischen Filament und Matrix bestimmen die Verbundeigenschaften der Bewehrung und sind entscheidend für die Ausnutzung der theoretischen Tragfähigkeit der textilen Bewehrung.<br /> | ||
Daraus entstand der Gedanke, die Filamente zuerst mit einem [[ | Daraus entstand der Gedanke, die Filamente zuerst mit einem [[Epoxidharze|Epoxiddharz]], das in alle Hohlräume einzudringen vermag, miteinander zu „verkitten“.<br /> | ||
Das Tragverhalten von Textilbeton ähnelt zwar dem von [[Stahlbeton]], jedoch können die Bemessungsverfahren für Stahlbeton aufgrund der anderen Material- und Verbundeigenschaften nicht unverändert auf Textilbeton angewendet werden. Im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs SFB 532s wurden und werden theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt, aus denen empirische Faktoren für die Berechnung der Tragfähigkeit textilbewehrter Elemente abgeleitet werden. | Das Tragverhalten von Textilbeton ähnelt zwar dem von [[Stahlbeton]], jedoch können die Bemessungsverfahren für Stahlbeton aufgrund der anderen Material- und Verbundeigenschaften nicht unverändert auf Textilbeton angewendet werden. Im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs SFB 532s wurden und werden theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt, aus denen empirische Faktoren für die Berechnung der Tragfähigkeit textilbewehrter Elemente abgeleitet werden.<br /> | ||
'''Recycling'''<br /> | |||
Ein Forschungsprojekt hat sich bereits intensiv mit dem Trennen von Fasern und Beton nach einem Abbruch eines Gebäudes aus Textilbeton befasst. Dies ist die Voraussetzung für ein hochwertiges Recycling des Betons. Dabei werden erfolgreich Verfahren angewendet, die aus der Luftfahrt-, Auto- und Sportartikelindustrie bekannt sind. | |||
==Literatur== | ==Literatur== | ||
*[http://shop.verlagbt.de/expertenwissen-baustoffe/faserbetone-fuer-tragwerke.html Schorn, Harald: Faserbetone für Tragwerke. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2010] | *[http://shop.verlagbt.de/expertenwissen-baustoffe/faserbetone-fuer-tragwerke.html Schorn, Harald: Faserbetone für Tragwerke. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2010] | ||
*Curbach, M.; Schladitz, F.; Müller, E. : Carbonbeton - von der Forschung zur Praxis. BFT International (2017) 1, S. 36-41 | |||
*Brameshuber, Wolfgang: RILEM-Report rep036 : Textile Reinforced Concrete - State-of-the-Art Report of RILEM TC 201-TRC, 2006. http://www.rilem.org/gene/main.php?base=500219&id_publication=100 | *Brameshuber, Wolfgang: RILEM-Report rep036 : Textile Reinforced Concrete - State-of-the-Art Report of RILEM TC 201-TRC, 2006. http://www.rilem.org/gene/main.php?base=500219&id_publication=100 | ||
*[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/2-3-2007-92.html Dilthey, Ulrich; Schleser, Markus; Raupach, Michael; Orlowsky, Jeanette: Textilbeton mit polymergetränkter Bewehrung - Verbundverhalten und Alterung. In: beton 3-2007, S. 92] | *[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/2-3-2007-92.html Dilthey, Ulrich; Schleser, Markus; Raupach, Michael; Orlowsky, Jeanette: Textilbeton mit polymergetränkter Bewehrung - Verbundverhalten und Alterung. In: beton 3-2007, S. 92] | ||
