A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Im Brandfall unterliegt Beton einer Mischung verschiedener Schadenseinflüsse. Wasserdampf erzeugt Spannungen, die zu großflächigen Abplatzungen führen können. Je dichter der Beton, desto stärker die entstehenden Spannungen. Chemische Umsetzungsvorgänge führen zur Volumenzunahme und dadurch ebenfalls zu Absprengungen. Temperaturbedingte Längenänderungen erzeugen Zwängungsspannungen und dadurch zu schalenförmigen Abplatzungen, und auch die Bewehrung verliert mit zunehmender Temperatur an Tragfähigkeit. Die Standsicherheit der Auskleidung unterirdischer Hohlraumbauten beeinflußt daher im Brandfall maßgeblich die Flucht- und Rettungsmöglichkeiten. In der Schweiz, wo mit 57 km derzeit der längste Tunnel der Welt gebaut wird, wurde an der Entwicklung von Beton mit erhöhtem Brandwiderstand geforscht. Neben verschiedenen isolierenden Schutzsystemen, bieten spezielle Betonzuschläge und Faserzusätze die Möglichkeit, die Betonfestigkeit im Brandfall zu verbessern. Zunächst wurden die üblichen Betonzuschläge durch Lytag , einen feuerfesten Leichtzuschlagstoff aus Flugasche, der bei etwa 1300 Grad C pelletiert und gesintert sowie nach Korngruppen gesiebt wird, ersetzt. Als Bindemittel wurde Hochofenzement CEM III/B eingesetzt. Doch erst in Verbindung mit der Einbringung von Fortatech Fasern des Typs High Grade 190, einer oberflächenvergüteten, gebündelten und fibrillierten Polypropylen-Faser von 19 mm Länge konnten Abplatzungen verhindert werden. Diese Fasern bilden in der Betonmatrix eine dreidimensionale Struktur aus. Im Brandfall erzeugen sie durch frühzeitiges Schmelzen und Verflüchtigen ein kapillares Netz aus Hohlräumen, die den entstehenden Wasserdampf aufnehmen und abführen können. Platten mit einem Fasergehalt von 2 und 4 kg/Kubikmeter wurden untersucht, wobei sich im Brandverhalten keine signifikanten Unterschiede zeigten. Die Kombination von Lytag-Beton mit Tonerdeschmelzzement verhinderte ebenfalls Abplatzungen, anders als bei den vorigen Versuchen hatten aber auch keine Strukturveränderungen am Beton selbst stattgefunden. Allerdings ist der Stoff um ein Vielfaches teurer und nicht beständig gegen chemische Aggressorien wie Bergwässer mit hohem Sulfatgehalt. Damit bleibt die Kombination aus Lytag-Beton und Fortatech-Fasern die beste Lösung. Aufgrund der oberflächlichen Gefügeschädigung sollte die Betonüberdeckung aber mindestens 7 cm betragen und nach einem Brandfall komplett erneuert werden.
Im Brandfall unterliegt Beton einer Mischung verschiedener Schadenseinflüsse. Wasserdampf erzeugt Spannungen, die zu großflächigen Abplatzungen führen können. Je dichter der Beton, desto stärker die entstehenden Spannungen. Chemische Umsetzungsvorgänge führen zur Volumenzunahme und dadurch ebenfalls zu Absprengungen. Temperaturbedingte Längenänderungen erzeugen Zwängungsspannungen und dadurch zu schalenförmigen Abplatzungen, und auch die Bewehrung verliert mit zunehmender Temperatur an Tragfähigkeit. Die Standsicherheit der Auskleidung unterirdischer Hohlraumbauten beeinflußt daher im Brandfall maßgeblich die Flucht- und Rettungsmöglichkeiten. In der Schweiz, wo mit 57 km derzeit der längste Tunnel der Welt gebaut wird, wurde an der Entwicklung von Beton mit erhöhtem Brandwiderstand geforscht. Neben verschiedenen isolierenden Schutzsystemen, bieten spezielle Betonzuschläge und Faserzusätze die Möglichkeit, die Betonfestigkeit im Brandfall zu verbessern. Zunächst wurden die üblichen Betonzuschläge durch Lytag , einen feuerfesten Leichtzuschlagstoff aus Flugasche, der bei etwa 1300 Grad C pelletiert und gesintert sowie nach Korngruppen gesiebt wird, ersetzt. Als Bindemittel wurde Hochofenzement CEM III/B eingesetzt. Doch erst in Verbindung mit der Einbringung von Fortatech Fasern des Typs High Grade 190, einer oberflächenvergüteten, gebündelten und fibrillierten Polypropylen-Faser von 19 mm Länge konnten Abplatzungen verhindert werden. Diese Fasern bilden in der Betonmatrix eine dreidimensionale Struktur aus. Im Brandfall erzeugen sie durch frühzeitiges Schmelzen und Verflüchtigen ein kapillares Netz aus Hohlräumen, die den entstehenden Wasserdampf aufnehmen und abführen können. Platten mit einem Fasergehalt von 2 und 4 kg/Kubikmeter wurden untersucht, wobei sich im Brandverhalten keine signifikanten Unterschiede zeigten. Die Kombination von Lytag-Beton mit Tonerdeschmelzzement verhinderte ebenfalls Abplatzungen, anders als bei den vorigen Versuchen hatten aber auch keine Strukturveränderungen am Beton selbst stattgefunden. Allerdings ist der Stoff um ein Vielfaches teurer und nicht beständig gegen chemische Aggressorien wie Bergwässer mit hohem Sulfatgehalt. Damit bleibt die Kombination aus Lytag-Beton und Fortatech-Fasern die beste Lösung. Aufgrund der oberflächlichen Gefügeschädigung sollte die Betonüberdeckung aber mindestens 7 cm betragen und nach einem Brandfall komplett erneuert werden.
Beton mit erhöhter Brandbeständigkeit. Forschungsergebnisse aus der SChweiz
High fire-resistance concrete. Research results of Switzerland
Brux, G. (author)
Beton- und Stahlbetonbau ; 96 ; 74-81
2001
8 Seiten, 12 Bilder, 2 Tabellen, 16 Quellen
Article (Journal)
German
Beton mit erhöhter Brandbeständigkeit
| Tema Archive | 2001
Beton mit erhöhter Brandbeständigkeit
| IuD Bahn | 2000
Beton mit erhöhter Brandbeständigkeit
| IuD Bahn | 2000