|
7791 |
|
Monday, September 11, 2023, Mailand 2:30 PM Kleben - Mischverbindungen und Qualitätssicherung |
|
Einsatz der Klebtechnik im Holzbau für leistungsfähige Verbundwerkstoffe |
|
Tom Rudolph* / BTU Cottbus-Senftenberg, Deutschland Yvonne Ciupack / BTU Cottbus-Senftenberg, Deutschland Mathias Euler/ BTU Cottbus-Senftenberg, Deutschland |
|
Fachgebiet: Innovative Klebstoffe ermöglichen das zuverlässige und dauerhafte Fügen von natürlichen Baustoffen wie Holz mit leistungsfähigen kohlefaserverstärkten Kunststoffen(CFK) zu neuartigen Verbundwerkstoffen. Dadurch eröffnen sich neue Einsatzmöglichkeiten für die nachhaltige Holzbauweise, die in den letzten Jahren mit Blick auf die Nachhaltigkeitsziele Deutschlands vor allem im Wohnungs- und Geschossbau verstärkt vorangetrieben wird. Problemstellung: Für einzelne hochbeanspruchte Bauteile lassen sich im Geschossbau gelegentlich keine reinen Holzbaulösungen realisieren, die den ästhetischen Ansprüchen moderner Architektur entsprechen. Hierzu gehören frei auskragende Balkonplatten, die nur geringe Verformungen bei maximalen Kraglängen aufweisen dürfen. Diese hochbeanspruchten Platten sind schwankenden atmosphärischen Einwirkungen ausgesetzt und müssen gleichzeitig hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften energetisch optimiert sein, da sie die thermische Hülle von Gebäuden durchdringen und keine Wärmebrücken bilden dürfen. Hier können Holz-CFK-Verbundwerkstoffe eine Lösung darstellen, bei denen sich die günstigen Wärmeleiteigenschaften und die Nachhaltigkeit des Baustoffs Holz mit der hohen Steifigkeit und Zugfestigkeit des CFK verbinden. Allerdings setzt dies für den Verbund dieser Baustoffe voraus, dass dessen Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit über die normativ vorgegebene lange Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren sichergestellt ist. Forschungsziel: In einem ZIM-Forschungsvorhaben wird mit Industriepartnern für den Wohnungsbau ein neuartiger plattenartiger Verbundwerkstoff entwickelt, der aus Massivholzplatten mit oberseitiger CFK-Beschichtung besteht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden mehrere Klebstoffe und CFK auf ihre Eignung getestet. Das Tragverhalten des entwickelten Verbundwerkstoffs wird in einer umfangreichen Versuchsserie charakterisiert. Die Schwerpunkte der Untersuchungen liegen dabei auf der Klebstoffcharakterisierung und -eignung, sowohl auch auf der Untersuchung von Kriechverhalten in Langzeitversuchen unter Einfluss von künstlichen Alterungsbedingungen in einer Klimakammer. Des Weiteren werden Tragverhalten und Versagensmechanismen durch verschiedene Push-Out-Proben (Verbundlänge, 3-Punkt-Biegezugversuch) mit schrittweise steigendem Maßstab untersucht. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden durch analytische Betrachtungen zur Beschreibung der Verbundfuge ergänzt und dienen der Entwicklung eines FE-Modells zur Validierung der Versuche und der abschließenden Entwicklung einer Bemessungsempfehlung. Am Ende des Forschungsvorhabens werden die Ergebnisse aus den Laboruntersuchungen an einem Demonstrationsbalkon im Maßstab 1:1 verifiziert. Im Rahmen des Vortrags wird erstmals über die bisher im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse ausführlicher berichtet. |