Projektarbeit (abgeschlossen)

Joscha Merten

Grundlagenrecherche zum Einsatz von unterschiedlichen Fasertypen in einem spritzbaren Geopolymerbeton

Im Forschungsprojekt KOINOR „Konzepte und Verfahren zur brandschutztechnischen Ertüchtigung und Nachrüstung unterirdischer Verkehrsbauwerke“ wird ein spritzbarer Geopolymerbeton entwickelt. Zur Erläuterung: Geopolymerbinder sind anorganische 2-Komponenten Systeme aus einer reaktiven Feststoffkomponente, wie z.B. Hüttensand, Steinkohleflugasche oder Metakaolin und einer alkalischen Aktivierungslösung. Mit solchen Bindern können zementfreie Betone hergestellt werden, die im Allgemeinen eine höhere Brandbeständigkeit als Normalbetone aufweisen. Um die verschiedenen statischen Anforderungen erfüllen zu können, kann es notwendig sein, ein System mit Bewehrung anzuwenden. Inwieweit eine Faserbewehrung hierzu geeignet ist, wird im Rahmen der Projektarbeit untersucht.

Neben der Recherche zu den Anforderungen, die sich aus den Eigenschaften des Geopolymerbetons ergeben, werden zusätzlich die Eigenschaften verschiedener Fasertypen, u.a. Stahlfasern, synthetische Fasern sowie AR-Glas- und Kohlefasern, herausgearbeitet und gegenübergestellt. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die statische Wirksamkeit der Faser im Brandfall also unter großer thermischer Belastung dar.

Im weiteren Verlauf der Arbeit werden Versuchskonzepte zur Beurteilung der Wirkungsweise der unterschiedlichen Fasertypen entwickelt. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der Verarbeitung der Faser-Geopolymerbetonmischung. Eine gute Pump- und Spritzfähigkeit der Mischung sowie die ausreichende Verteilung und Vereinzelung der Fasern im Beton müssen sichergestellt werden. Andererseits liegt der Fokus auf den mechanischen Eigenschaften sowie Materialkennwerten, wie u.a. Biegezugfestigkeit, E-Modul und Energieabsorption.

Ziel der Arbeit ist es, Empfehlungen für den Einsatz von bestimmten Fasern als Bewehrungssystem in einem spritzbaren Geopolymerbeton als Instandsetzungssystem abgeben zu können.