Thermoplastische Faserbeschichtung für hochfeste Faserbetone

Faserbewehrte Betonkonstruktionen weisen deutliche Vorteile bezüglich der mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Betonkonstruktionen auf. Insbesondere bei der Herstellung von UHPC-Bauteilen (UHPC - Ultra-High Perfomance Concrete) ist der Einsatz von kurzen Mikrodrahtfasern notwendig, um ein duktiles Verhalten sicherzustellen. Bei einer Rissvergrößerung wirken die Fasern als Rissbremse und sollen bevorzugt aus der Betonmatrix herausgezogen werden. Das duktile Verhalten ist jedoch abhängig vom Verbund zwischen der Betonmatrix und der Faseroberfläche. Erhöht man die Haftung der Matrix oder die Gleitreibungskoeffizienten beispielweise durch eine Beschichtung der Fasern, wird aufgrund der höheren Kräfte bei gleicher Faserlänge, eine höhere Energie beim Auszug der Fasern aufgenommen. Aus diesem Grund soll in diesem Forschungsprojekt, durch ein thermoplastisches Elastomer (TPE) als Faserbeschichtung im Beton das Verbundverhalten und insbesondere das Nachbruchverhalten optimiert werden. Die Fasern werden als Draht über ein Pultrusionsverfahren, oder Strangziehverfahren genannt, beschichtet. Dabei handelt es sich um ein Standardverfahren für die Herstellung von Kunststoff-Beschichtungssystemen z.B. bei Drähten und Kabeln. Im Anschluss an das Beschichtungsverfahren wird der Draht auf die üblichen Faserlängen (bspw. 13 mm) geschnitten. Ein Vorteil ist, dass durch eine Beschichtung auch nicht hochwertige Fasern, oder Fasern die ein geringes Verbundverhalten aufweisen, in ihrer Leistungsfähigkeit verbessert werden. Voraussetzung ist, dass die Kunststoffbeschichtung einen guten Verbund zur Faser eingeht. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Korrosionsbeständigkeit der Fasern durch eine vollflächige TPE-Beschichtung, welches vor allem bei Normalbeton oder hochfestem Beton eine übergeordnete Rolle spielt.

Die Bearbeitung des Projekts erfogt in Kooperation mit dem Fachgebiet Kunststofftechnik von Herrn Professor Heim.


Bearbeiter*in

Janna Link (M.Sc.) (Wissenschaftl. Mitarbeiterin)

Link, Janna
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Raum
Ingenieurwissenschaften III, 1311