Degradationsmechanismen in befahrbaren Deckschichten aus Textilbeton unter kombinierten mechanischen und hygrischen Einwirkungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Iurie Curosu
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568512076

Textilbeton zeichnet sich neben seiner hohen mechanischen Leistungsfähigkeit und nicht korrosiven Bewehrung durch eine ausgeprägte Risskontrolle bei Zugbeanspruchung aus und stellt einen möglichen Lösungsansatz für die dauerhafte Errichtung von stark beanspruchten, befahrbaren Betonflächen oder deren Instandsetzung durch dünne Deckschichten dar. Diese erfordern keinen kompletten Rückbau der vorhandenen Fläche und können bei einem gezielten Materialentwurf durch die Minimierung der Rissbreite auch eine abdichtende Funktion gewährleisten. Die spezifischen Nutzungsbedingungen von befahrbaren Deckschichten erfordern im Vergleich zu den etablierten Anwendungsszenarien für Textilbeton, wie beispielsweise in der Bauteilverstärkung oder -instandsetzung, die Berücksichtigung komplexer, multiaxialer, quasi-statischer und dynamischer Lasten in direkter Kombination mit hygrischen und thermischen Einwirkungen. Um die befahrbaren Deckschichten aus Textilbeton zu bemessen und ihre Nutzungsdauer zuverlässig zu prognostizieren, muss deren Leistungsfähigkeit und die entsprechenden Degradationsmechanismen unter den kombinierten Einwirkungen aus dem Untergrund, dem Verkehr und der Umwelt definiert werden. Ein besonders relevanter Lastfall besteht aus den zyklischen Verkehrslasten in Kombination mit ebenen bzw. axialen Zugverformungen. Angesichts der geringen Betondeckung und engmaschigen Bewehrung können die Überlappung der mikrostrukturellen Schädigungen aus der Verkehrslast und der ebenen Zugverformungen die eindimensional beobachteten Degradationsmechanismen in Textilbeton erheblich beschleunigen. Ein mögliches und für Fahrbahnen sehr ungünstiges Schadensbild besteht aus lokalen oder flächigen Delaminationen bzw. Betonabplatzungen entlang der Bewehrungslagen. Im geplanten Vorhaben wird das Materialverhalten von Textilbeton unter Verkehrslasten, langzeitigen axialen Zugbeanspruchungen und hygrischen Einwirkungen untersucht. Im Rahmen eines systematischen experimentellen Versuchsprogramms sollen die wesentlichen Einflussfaktoren ermittelt und die einschlägigen Degradationsmechanismen in Bezug auf verschiedene stoffliche Variationen sowohl mechanisch als auch mikrostrukturell charakterisiert werden. Abschließend soll das Verhalten solcher Systeme unter den gegebenen Bedingungen geklärt und materialtechnologische sowie konstruktive Entwurfsgrundsätze formuliert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen