Konstruktion med beton armeret med vedvarende materialer

Morgendagens byggemateriale er her i dag. Tekstilarmeret beton (TRC) er holdbar, formbar i forskellige former og velegnet til letvægtskonstruktion. Som navnet antyder, konventionel TRC er forstærket med kulstof- eller glasfiberstoffer i stedet for stål. Et forskerhold ved Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI erstatter nu disse stoffer med miljøvenlige naturlige fibre. Disse alternativer konkurrerer med konventionel betons ydeevne, men efterlader et mindre CO2-fodaftryk, og koster mindre at lave. Forskere vil præsentere en prototype af en bro af naturfiberarmeret beton på BAU 2019-messen i München den 14. til 19. januar, 2019.

Tysklands broer er i trist form. TÜV Rheinland siger, at hver anden forfalder. Armeret beton korroderer let. Oxidation tager en vejafgift på armeringsstålet i god tid, før der er synlige tegn på skade. Nu søger industrien at henvise revner i beton, og rustende stål, til historien. Ingeniører og arkitekter vælger tekstilarmeret beton, et ikke-korroderende byggemateriale med lang levetid og samme strukturelle egenskaber som armeret beton. Komponenter lavet af dette materiale kan være så tynde som et par centimeter. Det kan støbes for at gøre det delikat, lette strukturer med forstærkende tekstiler, der bøjes til praktisk talt enhver form. Ved siden af ​​broer, materialet er også velegnet til facader og lofter. Designere bruger det til siddemøbler og skulpturer.

Hemmeligheden bag denne højtydende beton er, at den er forstærket med kulstof, glas- eller polymerfibre frem for stål. Forskere ved Fraunhofer WKI i Braunschweig ønsker at erstatte disse fibre med et tekstil baseret på vedvarende råmaterialer, et tiltag, der ville give store udbytte for miljøet og klimaet. De går med lokale produkter, i dette tilfælde hør, som kan være spundet eller vævet. Forskerne kan tilføje tråde af polymerfiber til hørren for at skabe et hybridstof, der er skræddersyet til den givne komponents krav. Forskerne ved Fraunhofer WKI's Application Center for Wood Fiber Research HOFZET® bruger en dobbelt gribervæv med en Jacquard-tilbehør til at væve denne materialeblanding. Med denne vævemaskine – den eneste af sin slags i Europa – er eksperter i stand til at producere innovative letvægtskompositmaterialer med komplekse, anvendelsesspecifikke tekstilstrukturer og integrerede funktioner. Maskinen kombinerer konventionelle og bæredygtige materialer på en måde, der er både omkostningseffektiv og teknisk sofistikeret. De er derefter indstøbt i højtydende beton med den strukturelle tæthed, der beskytter fibrene næsten fuldstændigt mod vejrlig. Denne vævning er også modificeret med naturlige harpikser.

Skuldring af negative miljøpåvirkninger

Det hørbaserede tekstil er indlejret i den givne komponent i lag. Dens stivhed er variabel, så det kan arrangeres i den ønskede form. Og det kunne tænkes at støbes til at skabe buede konturer som kupler og afrundede vægelementer. Den flydende beton, specielt udviklet internt på Fraunhofer WKI's Center for Letvægts- og Miljøvenlige Bygninger (ZELUBA®), derefter hældes på tekstilet. Økologisk bæredygtighed var udviklerne meget på sinde; de gjorde meget for at nøjes med små mængder af primære råvarer. Materialeblandingen består af en meget fin

samlet, vand, betonadditiver og -tilsætningsstoffer, og et forstærkende tekstil lavet af hør. "Kvaliteten af ​​armeret beton lavet med et hørstof er højere end den af ​​armeret beton i broer. Matrixen – dvs. strukturen – er så tæt, at skadelige stoffer ikke kan trænge ind i komponenten. Dette resulterer i en langt længere levetid på flere årtier, siger Jan Binde, en videnskabsmand ved ZELUBA®.

En komposit med bemærkelsesværdig lang levetid

Kombinationen af ​​hør og beton viste sig i forsøg at være en ideel komposit, som bekræftet af holdbarheds- og bærende test på den nye, miljøvenlig tekstilarmeret beton. "De naturlige fibre passer meget godt sammen med byggematerialet, hvilket også skyldes, at vi kan styre, hvordan tekstilet fastgøres i betonen. Tekstilets specifikke overflade er variabel, " siger forskeren.

TRC lavet af vedvarende energi gør det muligt for bygherrer at opføre lette og magre broer, som også kan krydses af motorkøretøjer. "En bro i armeret beton med et spænd på 15 meter ville være omkring 35 til 40 centimeter tyk, mens dens modstykke af hør ville være betydeligt slankere med 12 til 16 centimeter. Dette sparer meget materiale. Tynde lag kan lade sig gøre, " siger Binde. Forskernes bestræbelser på at optimere det innovative byggemateriale fortsætter, mens byggemyndighedernes godkendelse mangler.