Entwicklung gewichtsoptimierter funktional gradierter Elementdecken

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Fertigteildecken mit dreiachsig variierender Porosität im Bauteilquerschnitt. Der eingestellte Porositätsverlauf spiegelt dabei den inneren Beanspruchungsverlauf wider. Somit kann unbeanspruchtes Material im Bauteil vermieden werden.

Das Projekt ist eine direkte Fortführung des Forschungsvorhabens "Herstellungsverfahren und Anwendungsbereiche für funktional gradierte Bauteile im Bauwesen" (Zukunft Bau, Az.: Z6-10.08.18.7-08.37, kurz: Gradientenwerkstoffe).

Bisher wurde gezeigt, dass durch den genannten Ansatz, in Verbindung mit textiler Bewehrung, die Masse einer Decke bei gleicher Tragfähigkeit im Vergleich zu einem Bauteil mit homogen dichtem Gefüge um mehr als 50 Prozent reduziert werden kann. In gleicher Größenordnung verringert sich dabei der Zementverbrauch und damit der CO2-Fußabdruck.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen zunächst Werkzeuge zur Berechnung und Simulation von Betonbauteilen mit räumlichen Porositätsverläufen entwickelt und durch Bauteilversuche validiert werden. Daraufhin werden die Herstellungsmöglichkeiten für derartige Bauteile in enger Kooperation mit einem Fertigteilwerk untersucht und durch Musterbauteile im Maßstab 1:1 erprobt. Diese werden weiteren statischen Prüfungen unterzogen, die eine Überprüfung und gegebenenfalls eine Korrektur des aufgestellten Bemessungsmodells ermöglichen.