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Faser-verstärkte Schaumbetone

  • aktuelle Untersuchungen zur Verwendung von Fasern in Schaumbeton

Abstract/Foto copyright von: Amran, M., Fediuk, R., Vatin, N., Huei Lee, Y., Murali, G., Ozbakkaloglu, T., Klyuev, S., Alabduljabber, H.: Fibre-reinforced foamed concretes: A review. Materials. 13(19), 2020, 4323.

Schaumbeton ist ein hochwertiger Baustoff mit Rohdichten von 300 bis 1850 kg/m3, der im Bauwesen sowohl als Wärme- und schallisolierende als auch als tragende Konstrukti-on Verwendung finden kann. Aufgrund der Eigenschaften des Zementmaterials und sei-ner hohen Porosität ist Schaumbeton jedoch sehr unzureichend in der Lage, Zugspan-nungen zu widerstehen; daher kommt es häufig zu Rissen im plastischen Zustand, wäh-rend der Schwindung beim Trocknen, aber auch im festen Zustand. Diese Arbeit ist die erste umfassende Übersicht über die Verwendung von Chemiefasern und Naturfasern zur Herstellung von faserverstärktem Schaumbeton (FRFC). Zu diesem Zweck werden verschiedene Schaummittel, Fasern und andere Komponenten, die als Grundlage für FRFC dienen können, überprüft und im Detail vorgestellt. Es wurde festgestellt, dass mehrere Faktoren die mechanischen Eigenschaften von FRFC bestimmen, nämlich: Frisch- und Festbetondichte, Korngrößenverteilung, Anteil des verwendeten Puzzolan-materials und Volumen des chemischen Schaummittels.  Es wurde festgestellt, dass die rheologischen Eigenschaften der FRFC-Mischung von den Eigenschaften sowohl der Fa-sern als auch des Schaums bestimmt werden; daher ist es notwendig, eine zusätzliche Dosierung eines Schaummittels anzuwenden, um die Haftung und den Zusammenhalt zwischen dem Schaummittel und dem zementären Füllstoff im Vergleich zu Materialien ohne Fasern zu verbessern. Verschiedene Arten von Fasern ermöglichen die Reduzierung des autogenen Schwindungsvermögens um den Faktor 1,2-1,8 und des Trocknungs-schwindens um den Faktor 1,3-1,8.  Die Einarbeitung von Fasern führt nur zu einer ge-ringen Erhöhung der Druckfestigkeit von Schaumbeton, kann aber die Biegezugfestig-keit (bis zum 4-fachen), die Zugfestigkeit (bis zum 3-fachen) und die Schlagzähigkeit (bis zum 6-fachen) deutlich verbessern. Gleichzeitig führt die Zugabe von Fasern praktisch zu keiner Veränderung der wärme- und schallisolierenden Eigenschaften des Schaumbe-tons, wobei dies im Wesentlichen von der Art der verwendeten Fasern, wie z.B. Nylon und Aramidfasern, abhängig ist. Somit hat FRFC mit dem vorgestellten Eigenschaftspro-fil Anwendungen in verschiedenen Bereichen des Bauwesens, sowohl im Bau von tra-genden als auch von umschließenden Konstruktionen.

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