Die Situation
Dass die Dicke von klassischen Betonwänden in Bauwerken durch den Einsatz von Carbonfaser-Verstärkungsstrukturen um ein vielfaches reduziert werden kann, haben die textilen Forschungseinrichtungen des FKT nun schon mehrfach bewiesen. Auch die notwendigen Zulassungsverfahren sind schon gut voran geschritten, sodass einer regen Nutzung nicht mehr viel im Wege steht. Doch immer noch besteht Verbesserungspotenzial, welches von den Forschern rege untersucht wird. Zum Beispiel werden die für die Verstärkung eingesetzten und zertifizierten Gelegestrukturen überwiegend auf Basis von Adhäsionskräften an die Betonmatrix gebunden. Dadurch wird die Festigkeit der Faser nur unvollständig genutzt.
Das Projekt
Am ITM wurden daher neue Verstärkungsstrukturen entwickelt, die die Kräfte zwischen der mineralischen Betonmatrix und der textilen Bewehrungsstruktur deutlich besser übertragen. Dabei handelt es sich um gestreckte Fadensysteme, die zu einem Gittergewebe ausgelegt werden. Zum Einsatz kam dafür die Open-Reed-Weaving-Technologie, die Strukturen mit einem gestreckten Steher- und Schussfaden fertigt, und ferner ein umwindender und profilbildender Dreherfaden. Im Projekt ist es gelungen, ein dreherbindiges Gewebe auf der Basis von lasttragenden Carbonfasern und profilspendenden alkaliresistenten Glasfasern zu entwickeln.
Die Fertigungstechnologie für die imprägnierten und profilierten Gittergewebe wurde zudem mithilfe von Simulationen im Hinblick auf eine effiziente Prozesskette optimiert. Somit lassen sich jetzt Gittergewebe mit einer hohen Festigkeit und minimalen Strukturdehnung wirtschaftlich fertigen, die sich durch eine gute form- und stoffschlüssige Anbindung an die Betonmatrix auszeichnen.
Der Nutzen für den Mittelstand
Dank der Ergebnisse ist es kleinen und mittleren Unternehmen der Textil- und Beschichtungsbranchen jetzt erstmals möglich, gewebebasierte profilierte Betonarmierungen per Simulation auszulegen und herzustellen. Die neuen Simulationsmodelle machen zuverlässige Vorhersagen der Strukturmechanik möglich. Zusätzlich wurde nachgewiesen, dass sich die Gittergewebe mit niedriger Schuss-und Kettdichte aus sehr groben Materialien sehr gut verarbeiten und im nachgeschalteten Beschichtungsprozess vollständig imprägnieren lassen.
Ansprechpartner
Dr. Gerald Hoffmann
gerald.hoffmann@tu-dresden.de
+49 351 463 35239
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 20152 BR.