Aus den Berichten der Internationalen Energieagentur geht hervor, dass Stahlbeton das weltweit meistgenutzte Baumaterial darstellt. In diesem Zusammenhang trägt die Herstellung von Zement, als unabdingbaren Bestandteil konventioneller Betone, mit einem Gesamtanteil von >4% entscheidend zum Ausstoß von anthropogenen Kohlenstoffdioxidemissionen bei. Die Erforschung von neuen Materialzusammensetzungen, Strukturen und Herstellungstechnologien, die zu einer geringeren Umweltbelastung führen ist somit zu den wichtigsten Aufgaben des Bauforschung der Gegenwart zu zählen.
Ein möglicher Ansatz, der von der Arbeitsgruppe momentan verfolgt wird, ist die Strukturoptimierung von Betonbauteilen. Somit soll nicht an der Lastabtragung beteiligtes Material eingespart und so die ökologische Effizienz erhöht werden. Aktuell werden beispielsweise strukturiert unterschiedliche Geometrien untersucht.
Neben der Strukturoptimierung beleuchtet die Arbeitsgruppe ebenso das Potential von Hochleistungsmaterialien. Zusätzlich zu nichtmetallischer Bewehrung (Carbonfaserverbundkunststoffe CFK, Glasfaserverbundkunststoffe GFK und Basaltfaserverbundkunststoffe BFK – Textilien und Stäbe) kommen auch diverse Hochleistungsbetone (Hochfester Beton HPC, Ultrahochleistungsbeton UHPC, Ultrahochfester Faserbeton UHPFRC), jeweils mit dem Ziel den ökologischen Fußabdruck zu minimieren, zum Einsatz.
Essentiell zur Umsetzung optimierten Betonbauteile, welche durch geometrisch komplexe, oftmals gar organisch anmutende Strukturen gekennzeichnet sind, ist die begleitende Erforschung entsprechender Fertigungsmethoden sowie Verbindungstechnologien. Die Arbeitsgruppe verfolgt diesbezüglich unterschiedliche Ansätze z.B. die Verwendung von 3D Druck von Beton, die Verwendung von 3D gedruckten Schalungen oder auch vergleichend konventionelles Gießen. Langfristig wird ein Ansatz für robotergestütztes automatisiertes bewehren, Schalen und Gießen verfolgt, da so ein stabilerer Prozess mit höherer Performance möglich ist.
Schlagwörter: Carbonbewehrung, CFK, UHPC, innovative Baustoffe, Leichtbeton, Topologieoptimierung
People:
Publikationen:
2022
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Article in conference proceedings
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** Hawkins, W; Herrmann, M; Ibell, T; Kromoser, B; Michaelski, A; Orr, J; Pedreschi, R; Pronk, A; Schipper, R; Shepherd, P; Veenendaal, D; Wansdronk, R; West, M Flexible formwork technologies - a state of the art review. STRUCT CONCRETE. 2016; 17(6): 911-935. WoS FullText FullText_BOKU
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