Nichtmetallische Bewehrungen ermöglichen eine optimierte Bewehrungsführung entlang der Spannungsverläufe im Bauteil. Dies verringert den Materialverbrauch und steigert die Nachhaltigkeit im Betonbau.

Beton ist aus dem Bauwesen nicht wegzudenken. Die Korrosion von Stahlbewehrungen erfordert bei älteren Betontragwerken aber immer mehr aufwendige Instandsetzungsmaßnahmen. Dies zu verhindern erfordert eine große Betondeckung, was zu erhöhtem Materialverbrauch führt. Beides trägt maßgeblich zu erhöhten Treibhausgasemissionen bei.

Nichtmetallische Bewehrung rosten nicht und erfordern wesentlich weniger Betondeckung. Durch eine automatisierte Fertigung von Strukturen aus nichtmetallischen Bewehrungen ergeben sich große Freiheiten und Vorteile hinsichtlich der Bewehrungsführung und dem Bauteildesign. Die Anordnung der Faserverbundkunststoffe (FVK) kann beispielsweise entlang der Hauptzugspannungstrajektorien eines Bauteils erfolgen, um so die Eigenschaften der Hochleistungswerkstoffe, insbesondere die hohe Zugfestigkeit, ideal zu nutzen.

Dieses Forschungsprojekt soll das Potenzial einer solchen Bewehrungsführung unter Verwendung nachhaltiger nichtmetallischer Bewehrungen wie Basalt-FVKs aufzeigen. Neue Fertigungstechniken, wie das „Tailored Fibre Placement“ (TFP), ermöglichen eine präzise Faserablegung entlang vordefinierter Pfade, welche durch Finite-Elemente-Methoden gefunden und digital bereitgestellt werden können. Durch entsprechende Bauteilversuche soll dieses Potenzial quantifiziert und durch ein Rechenmodell untermauert werden.

Die Verwendung von TFP zur Bewehrung von Betonbauteilen stellt eine Neuerung im Bauwesen dar und soll mithilfe unserer Kooperationspartner Anwendung finden.

Herstellung der Bewehrung mittels TFP durch die Fiber Elements GmbH 

(https://fiber-elements.com/, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster)

Projektleitung: Philipp, Preinstorfer (philipp.preinstorfer@tuwien.ac.at)
Involvierte Forscher*innen: Simon, Leitner (simon.leitner@tuwien.ac.at)