Ziel der Entwicklung

Bodenplatten gehören heute zu den wichtigsten Anwendungsgebieten von Faserbetonen. Insbesondere bei Industriefußböden haben sich Stahlfasern bereits als Teilersatz der konventionellen Stahlbewehrung etabliert. Gleichzeitig wächst der Bedarf an wirtschaftlichen, ressourcenschonenden und CO₂-reduzierten Bauweisen. Steigende Stahlpreise, Fachkräftemangel sowie die Anforderungen an eine nachhaltigere Bauwirtschaft erhöhen den Druck, den Einsatz klassischer Bewehrungssysteme zu reduzieren.
Während für Stahlfaserbetone bereits umfangreiche Erfahrungen vorliegen, bestehen beim Einsatz von Makropolymerfasern insbesondere hinsichtlich der Bemessung, der Rissbreitenbeschränkung sowie der Verankerung von Befestigungsmitteln noch erhebliche Wissenslücken. Diese Unsicherheiten erschweren den breiten Einsatz polymerfaserbewehrter Bodenplatten in der Praxis.
Ziel des Projektes war daher die Entwicklung wissenschaftlicher und anwendungsnaher Grundlagen für die Bemessung und den Einsatz polymerfaserbewehrter Betonbodenplatten im Wohn-, Gewerbe- und Industriebau. Im Mittelpunkt standen die Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens, der Rissbildung und Rissbreitenentwicklung sowie die Tragfähigkeit von Befestigungsmitteln in faserbewehrtem Beton. Darüber hinaus sollten geeignete Material- und Bemessungsmodelle entwickelt und validiert werden, um einen sicheren und wirtschaftlichen Einsatz polymerfaserbewehrter Bodenplatten zu ermöglichen.
Die Forschungsergebnisse sollen dazu beitragen, den Anteil konventioneller Stahlbewehrung zu reduzieren, die Ausführung von Bodenplatten zu vereinfachen und die Grundlage für innovative, ressourceneffiziente und dauerhaft korrosionsbeständige Bauweisen zu schaffen.

Vorteile und Lösungen

Im Projekt wurden unterschiedliche Betonrezepturen mit Polymerfasern entwickelt und umfassend untersucht. Hierzu erfolgten Materialanalysen, Rezepturentwicklungen sowie experimentelle Untersuchungen unter Zug-, Druck- und Biegebeanspruchung.
Zur Erfassung der mechanischen Eigenschaften wurden spezielle Prüfstände, Probekörper und Messverfahren entwickelt. Ergänzend entstanden neue Mess- und Auswertungsmethoden zur Bestimmung der Rissbildung und des Tragverhaltens.
Aus den Untersuchungen wurde ein Modell auf Basis des Menetrey-Willam-Materialmodells abgeleitet. Damit können Trag- und Verformungsverhalten faserbewehrter Bauteile zuverlässig beschrieben werden.
Zusätzlich wurde die Recyclingfähigkeit polymerfaserbewehrter Betone untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Fasern und Beton weitgehend voneinander getrennt werden können und somit gute Voraussetzungen für eine spätere Wiederverwertung bestehen.
Insgesamt liefert das Projekt wesentliche Erkenntnisse für die wissenschaftliche und ingenieurmäßige Bewertung polymerfaserbewehrter Betone. Es stehen umfangreiche experimentelle Daten, optimierte Prüfverfahren und weiterentwickelte Materialmodelle zur Verfügung. Die Ergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung zukünftiger Bemessungsansätze und Anwendungsrichtlinien.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die Ergebnisse richten sich insbesondere an:
– Hersteller von Betonfertigteilen
– Hersteller von Bodenplatten
– Bauunternehmen
– Ingenieur- und Planungsbüros
– Baustoff- und Betonindustrie
– Hersteller von Fasern und Zusatzstoffen

Ein besonders großes Marktpotenzial besteht im Bereich von Industrieböden sowie Bodenplatten für Wohngebäude. Bereits heute werden erhebliche Flächen im Industriebau mit faserbewehrten Systemen ausgeführt. Darüber hinaus eröffnen die Forschungsergebnisse zusätzliche
Anwendungsmöglichkeiten im Fertigteilbau, Hochbau und Ingenieurbau.

Die Ergebnisse ermöglichen Anwenderunternehmen:
– Reduzierung des Bewehrungsaufwandes
– Vereinfachung der Bauausführung
– Verringerung von Korrosionsproblemen
– geringere Transport- und Handling-Kosten
– Verbesserung der Nachhaltigkeit

Der Ergebnistransfer erfolgt über Forschungskooperationen, Beratungsleistungen, Prüfleistungen, Veröffentlichungen, Fachveranstaltungen und Folgeprojekte gemeinsam mit Unternehmen der Bauwirtschaft.