18/05/2016 – ITA Aachen

Basflair untersucht Basaltfasern im Einsatz für Textilbeton

Der Verbundwerkstoff TVB als ein standardisiertes Verbundmaterial besteht aus einer zementgebundenen Matrix mit einer offenen Gittertextil, um Zugbelastungen des Verbundbauteils aufzunehmen.

Viele Projekte mit TVB, besonders in Fassaden, sind bereits in Ländern wie Deutschland und der Schweiz realisiert worden. Allerdings basieren die meisten Textilien dieser Projekte auf AR-Glasfasern oder Carbonfaser.

Das Potential der Basaltfaser als Alternative zu AR-Glas oder Carbon in TVB-Anwendungen ist immens, jedoch nur, falls eine chemische Beständigkeit des Basalts im hochalkalischen Milieu des Betons möglich ist. Die RWTH Aachen hat daher zusammen mit der Incotelogy GmbH und der Informbeton GmbH ein Projekt ins Leben gerufen, um die Alkalibeständigkeit von Basaltfasern und damit die Haltbarkeit der neuartigen basaltbasierenden TVB-Strukturen deutlich zu verbessern.

Forschungsmethodik für die angewandte Forschung

Das Projekt wird in der Mikro-, Meso- und Makroskala, von der Entwicklung bis hin zu ganzheitlichen Ergebnissen, betrachtet, um auch in ähnlichen Projekten Anwendung zu finden. Die Untersuchung der Schlichteentwicklung für Basaltfasern wird dabei auf einem Mikromaßstab erfolgen, um das Basalt gegen die alkalische Umgebung zu schützen. Dabei werden umfangreiche Untersuchungen über verschiedene mögliche Schlichtezusammensetzungen durchgeführt, um die Auswirkungen der alkalischen Umgebung zu untersuchen. Es wird eine Untersuchung an einem Prüfstand mit verschiedenen Schlichten erfolgen, um eine definierte Aussage über die Beurteilung des Verlusts an Zugfestigkeit zu erhalten. Dazu wird die Zugfestigkeit vor und nach dem Eintauchen in eine alkalische Lösung mit einem pH-Wert > 13 ermittelt.

Die mesoskalierte Entwicklung konzentriert sich dabei auf feuerbeständigen Beton, sowie auf das biaxiale, basaltkettengewirkten Textil. Weitreichende Forschungen wurden bereits durchgeführt, um die Vorteile von kettengewirkten Textilien gegenüber gewebten oder anderen textilen Arten für die Bewehrung von Beton zu untersuchen. Zwei verschiedenen Bindungskombinationen werden dazu entwickelt, unter Berücksichtigung der Steifigkeit der Textilstruktur gegenüber seiner Drapierbarkeit.

Die entwickelten Textilien werden mit bereits bekannten AR-Glas-Textilien in Bezug auf Belastung und Drapierbarkeit verglichen. Ein wichtiger Parameter der Leistungsfähigkeit von TVB-Bauteilen ist die Bindung zwischen Faser und dem Beton. Diese Bindung wird mittels Biegetests, sowie Zugversuchen am hergestellten TVB-Bauteils erfolgen. Anschließend wird die Lebensdauer und Langzeitbeanspruchung des Bauteils mit Hilfe von beschleunigten Alterungstests überprüft.

Die Makroentwicklung konzentriert sich auf eine Komponentenentwicklung. Eine sogenannte Sommerküche ist eine mögliche Hochtemperaturanwendung, die ständig den Witterungsbedingungen der Umgebung ausgesetzt ist. Darüber hinaus werden durch diese Komponentenentwicklung die Vorteile des Basalt-TVB in Bezug auf mögliche Formausprägung ersichtlich. Hierbei wird sich eine hohe Designästhetik bei erhöhten mechanischen Eigenschaften herausstellen.

Mehr dazu lesen Sie in unserer aktuellen Print-Ausgabe, textile network 5-6.