Ein Beitrag zur Herstellung von Hochleistungsbetonen für textile 3D-Schalungssysteme

Abstract

Gegenwärtig dokumentieren nationale und internationale Bauprojekte eindrucksvoll, dass schalenartige, amorphe Flächentragwerke aus unverkleidetem Beton wieder stärker in den Vordergrund treten. Bei der Ausführung derartiger Formen zeigen sich aber auch immer wieder die Risiken und Probleme der aufwendigen Gusstechnik. Die Errichtung geneigter oder räumlich gekrümmter Stahlbeton-Flächentragwerke ist nur mit hoch komplexen, lohnkostenintensiven Schalungen möglich. Zudem erschwert das hohe Schadensrisiko filigraner Schalenkonstruktionen eine wirtschaftliche Errichtung derartiger Bauwerke.<br />Rasante Entwicklungen auf der Werkstoffseite ermöglichen es aber zunehmend, die Mängel der Bauweisen auszugleichen.<br />Durch die Optimierung der heterogenen Zusammensetzung von Beton vor allem im mikrostrukturellen Bereich stehen heute mit den hochfesten und ultrahochfesten Betonen Werkstoffe zur Verfügung, die bezüglich Festigkeit, Duktilität und Dichtheit bereits die Qualität homogener, isotroper Baustoffe erreichen.<br />Ein Quantensprung in der Betonverarbeitung ist die Entwicklung des äußerst fließfähigen, selbstverdichtenden Betons, der den Gestaltungsmöglichkeiten im Hinblick auf Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit kaum noch Grenzen setzt. Neben diesen rein betontechnologischen Entwicklungen liegt der Schwerpunkt der Forschung zur Zeit auf der Entwicklung zementgebundener Verbundwerkstoffe. Vor allem der textilbewehrte Beton zeigt schon in einem frühen Forschungsstadium großes Leistungspotential, das durch die Verstärkung mit korrosionsunemfpindlichen technischen Textilien erreicht wird.<br />Die vorliegende Arbeit greift die beschriebene Schalungsproblematik auf und versucht die betontechnologische Basis für eine neuartige Bauweise zur Herstellung dünnwandiger, geneigter und räumlich gekrümmter Flächentragwerke ohne Konterschalung zu schaffen. Grundlage hierfür bildet die Idee, dreidimensionale Flächentextile, die in der Geotechnik sowie im Leicht- und Flugzeugbau bereits Anwendung finden, als Schalungskörper einzusetzen. Die durch Abstandsfäden verbundenen Decklagen übernehmen dabei die Funktion der zweiten Schalungslage.<br />