Entwicklung ressourcenschonender, modularer Betonkonstruktionen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC)

Die betontechnologischen Entwicklungen des Ultrahochleistungsbetons (engl. Ultra-High Performance Concrete, UHPC) bergen sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht große Potenziale. Mit Hilfe des innovativen Werkstoffs UHPC, der einaxiale Druckfestigkeiten von mehr als 150 N/mm² aufweist, können der Materialverbrauch und die Bauzeit von Gebäuden reduziert werden, während sich gleichzeitig die Nutzungsdauer und die Flexibilität bzw. die Recyclingfähigkeit erhöhen. Betonkonstruktionen aus UHPC erfüllen somit alle Anforderungen, die an eine moderne, nachhaltige Bauweise im 21. Jahrhunder gestellt werden.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von resourcenschonenden, modularen und leichten Betonkonstruktionen mit tragenden Bauelementen aus UHPC. Als bevorzugte Bauweise wird ein sog. "Baukastenprinzip" angestrebt; die tragenden Elemente aus UHPC werden bei dieser Bauweise im Fertigteilwerk inclusive der benötigten Anschlusskonstruktionen (Verbundleisten) vorgefertigt und anschließend auf der Baustelle zusammengefügt. Die Verbundleisten können hierzu entweder verschweißt, verschraubt oder mit einem Stecksystem verbunden werden. Dadruch ist zum einen eine schnelle und witterungsunabhängige Montage sowie zum anderen eine leichte und beschädigungsfreie Demonantage möglich. Auf diese Weise erhöht sich die Flexibilität sowie die Nachhaltigkeit der Gebäude deutlich und die graue Energie wird reduziert, da sich alle Elemente austauschen oder gar (aufgrund der Langlebigkeit von UHPC) an anderer Stelle wiederverwenden lassen. Gerade die erhöhte Nutzungsdauer von UHPC führt zu stark reduzierten Lebensykluskosten.

Besonders im Bereich der filigranen UHPC-Verbundstützen und der schlanken UHPC-Verbundbalken besteht noch experimenteller und theoretischer Forschungsbedarf. Im Rahmen dieses Forschungs-vorhaben soll deshalb die Tragfähigkeit dieser Bauteile sowohl theoretisch als auch durch die experimentelle Untersuchung von je zwölf Bauteilversuchen ermittelt werden. Zudem gibt es noch viele offene Fragestellungen im Bereich des Anschlusses der vertikalen Bauteile an bestehende Verund-deckensysteme. Auch diese Punkte sollen im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojekts theoretisch behandelt werden.