Robotergestützte, magnetische Ausrichtung von Mikro‐Stahldrahtfasern in dünnwandigen UHPFRC‐Bauteilen. Issue 1 (14th December 2018)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Ledderose, Lukas; Lehmberg, Sven; Budelmann, Harald; Kloft, Harald
• Is Part Of: Beton- und Stahlbetonbau. Volume 114:Issue 1(2019)
• Page Start: 33
• Page End: 42
• Publication Date: 2018-12-14
• Subjects: Faserorientierung -- Robotik -- UHPFRC -- Magnetismus -- Faserbeton -- Stahlfasern; fiber orientation -- robotics -- UHPFRC -- magnetism; Baustoffe -- Versuche -- Bewehrung; Reinforced concrete construction -- Periodicals; 624.18341
• DOI: 10.1002/best.201800083
• Languages: English
• ISSNs: 0005-9900

Abstract

Abstract: Mithilfe der robotergestützten magnetischen Verteilung und Orientierung von Mikro‐Stahldrahtfasern in UHPFRC (Ultra‐High Performance Fiber‐Reinforced Concrete) soll der Einsatz von Stahlfasern als dezidiert notwendige Zugbewehrung ermöglicht werden. Ziel ist es, durch die magnetische Ausrichtung der Stahlfasern in der Frischbetonmatrix leistungsfähige Betonbauteile herzustellen. Die vorgestellte Forschung führt Möglichkeiten digitaler und robotergestützter Bauteilfertigung auf der einen Seite mit den Potenzialen der Faserausrichtung zur Steigerung der Materialeffizienz von UHPFRC auf der anderen Seite zusammen. Die gewählte Methode zur Verteilung und Orientierung der Mikro‐Stahldrahtfasern in UHPFRC basiert auf dem physikalischen Phänomen des Magnetismus. Da Mikro‐Stahldrahtfasern ferromagnetisch sind, kann deren Lage im frischen Beton durch Nutzung magnetischer Felder gezielt verändert werden. Die Magnetbehandlung zielt darauf ab, die Lage der Mikro‐Stahldrahtfasern in der Betonmatrix vor dem Erstarren entsprechend dem Kraftfluss in Richtung der Zugtrajektorien auszurichten. Erste Ergebnisse zeigen, dass die definierte Anordnung der Fasern in einem Bauteil die Effizienz des eingesetzten Faseranteils signifikant steigert und so neben einer verbesserten Verarbeitbarkeit des Frischbetons zu einer erheblichen Reduktion der eingesetzten Fasermenge führt, womit ein großes Einsparpotenzial an ökologischen und ökonomischen Ressourcen einhergeht.