TU Dresden RWTH Leibniz Institut

Teilprojekt D01

Generative Fertigung komplexer Strukturen aus mineralisch basierten faserbewehrten Hochleistungskompositen

Im Teilprojekt D01 werden wissenschaftliche Grundlagen für die Integration von kontinuierlichen Faserbewehrungen in mineralisch basierten Verbundwerkstoffen bei generativer Fertigung erarbeitet. Als Beton werden zunächst zementgebundene Carbonbetonmatrices eingesetzt. Als kontinuierliche Faserbewehrung werden hochleistungsfähige, temperaturbeständige, mineralisch getränkte Carbongarne integriert. Die frisch getränkten Carbongarne sind in den ersten Stunden nach der Tränkung flexibel und können sehr gut mit robotergestützten Verfahren zu Bewehrungsstrukturen abgelegt werden. Im erhärteten Zustand führt die Tränkung zu einem leistungsfähigen, dauerhaften und temperaturbeständigen Verbund zwischen kontinuierlicher Faserbewehrung und Feinbeton. Die Materialeigenschaften der Komponenten während der Fertigung sowie des Komposites während der Erhärtung und im erhärteten Zustand werden mit angepassten einschlägigen oder zu entwickelnden Prüfverfahren bestimmt und für analytische oder numerische Modellierungen bereitgestellt.

Die Erkenntnisse aus diesem Herstellungsprozess bilden die Grundlage für die Arbeit mit anderen Materialtypen wie zum Beispiel hochduktile Betone oder polymergetränkte Carbongarne.

Wissenschaftler

Viktor Mechtcherine
Teilprojektleiter
Viktor Mechtcherine
Prof. Dr.-Ing.
Technische Universität Dresden
Institut für Baustoffe
01062 Dresden
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Tobias Neef
Dipl.-Ing.
Technische Universität Dresden
Institut für Baustoffe
01062 Dresden

Publikationen / Publications

Mechtcherine, V.; Buswell, R.; Kloft, H.; Bos, F. P.; Hack, N.; Wolfs, R.; Saranjan, J.; Nematollahi, B.; Ivaniuk, E.; Neef T. (2021) Integrating reinforcement in digital fabrication with concrete: A review and classification framework in Cement and Concrete Composites 119, 103964 – DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2021.103964

Mechtcherine, V.; Michel, A.; Neef, T.; Liebscher, M.; Müller, S. (2020) 3D printing with carbon reinforced concrete in CPT – Construction Printing Technology, issue 3, p. 23–29

Neef, T.; Müller, S.; Mechtcherine, V. (2020) 3D-Druck mit Carbonbeton: Technologie und die ersten Untersuchungsergebnisse in Beton- und Stahlbetonbau 115, issue 12, p. 943–951 – DOI: 10.1002/best.202000069

Neef, T.; Müller, S. (2020) Neue Carbonfaserbewehrung für Beton-3D-Druck und andere digitale Betonbauverfahren in: C3 – Carbon Concrete Composite e. V.; TUDALIT e. V. [eds.] Tagungsband der 12. Carbon- und Textilbetontage, 22./23.09.2020 (held digitally), p. 32/33