Unbewehrter ultrahochfester Beton (UHPC)

Eine Deckschicht für Sandwichwandtafeln

Mehrschichtige Stahlbetonwandtafeln bestehen aus einer Trag- und Vorsatzschale aus Stahlbeton sowie einer innen liegenden Dämmschicht. Die als Fassade fungierende Vorsatzschale verfügt über eine Mindestdicke von 70 mm, ist in der Regel nichttragend und dient als Wetterschutzschicht für die Wärmedämmung sowie zur Gestaltung des Gebäudes. Trotz der nichttragenden Funktion werden diese Fassaden massiv ausgeführt, da die innen liegende Bewehrung vor Korrosion geschützt werden muss. Durch innovative Entwicklungen im Bereich der Betontechnologie sowie in der Verankerungstechnik wird der Bau von filigranen, unbewehrten, energieeffizienten und nachhaltigen Architekturbetonfassaden mit wenigen Zentimetern Bauteildicke als Vorsatzschale von mehrschichtigen Stahlbetonwandtafeln ermöglicht (Abb.). Dieses Potenzial eröffnet sich durch die Verwendung von Ultrahochleistungsbetonen, die sich unter anderem durch ihre hohe Zug- und Biegezugfestigkeit auszeichnen. Durch Verbindungsmittel aus glasfaserverstärktem Kunststoff wird die Fassade mehrfach, statisch unbestimmt und wärmebrückenfrei befestigt. Aufgrund des vergleichsweise geringen Elastizitätsmoduls können Belastungen infolge Zwang reduziert werden.

Um dieses System bemessen zu können, werden an der TU Kaiserslautern umfangreiche kleinmaßstäbliche Versuche am Material, Bauteilversuche am Fassadensystem sowie numerische Untersuchungen durchgeführt. Untersuchungsschwerpunkte sind u. a. die Ermittlung von Bauteilwiderständen unter Berücksichtigung der Tragrichtung, des Maßstabseffektes und der Exposition sowie der Einfluss der Unterkonstruktion auf das Tragverhalten. Die Ergebnisse finden Eingang in einen Bemessungsvorschlag, der durch Bauteilversuche überprüft wird. Zur baulichen Realisierung im Fertigteilwerk werden Konstruktionsempfehlungen entwickelt. Dadurch soll der Einsatz von unbewehrtem UHPC als Deckschicht von Sandwichwandtafeln ermöglicht werden.

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