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Deckensysteme aus Spannbeton-Hohlplatten (engl.: Hollow Core Slabs, HC-Platten) werden im Hochbau insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen eingesetzt. Vorteile gegenüber Massivdecken in Ortbetonweise ergeben sich insbesondere aus dem hohen Vorfertigungsgrad, geringem Eigengewicht und der Möglichkeit großer Spannweiten bei relativ niedrigen Querschnitten. Bei einem 2007 aufgetretenen Brandereignis in einem Parkhaus in Rotterdam kam es infolge Horizontalrissbildung in den Plattenstegen zu einer teilweisen Ablösung des unteren Plattenspiegels. Dies hatte eine europaweite Diskussion zur brandschutztechnischen Bewertung dieser Bauart zur Folge. Mittlerweile liegen gutachterliche Stellungnahmen, Literaturauswertungen und auch jüngere Forschungsarbeiten zum Feuerwiderstand von Konstruktionen aus Spannbeton-Hohlplatten vor. In den Untersuchungen wurde unter anderem das Tragverhalten von HC-Platten bei starrer Auflagerung, insbesondere hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit, untersucht.
Ein bei der Prüfung und Bewertung von Spannbeton-Hohlplatten bisher kaum beachteter Aspekt ist die im Brandfall auftretende Behinderung der Querdehnung infolge umgebender Bauteile oder Tragwerksteile. Im Bauwerk kann für HC-Platten eine Querdehnungsbehinderung im Brandfall auftreten, wenn eine steife Begrenzung des brandbeanspruchten Deckenbereiches vorliegt, z.B. durch Treppenhauskerne oder auch durch umgebende Decken-felder bei lokaler Brandbeanspruchung. Ferner legten Versuchsergebnisse nahe, dass eine Aufbetonschicht die Zwängungen in der HC-Platte verstärkt. Die Problematik der Querdehnungsbehinderung im Brandfall wurde auch in Gremien der Bauaufsicht sowie im zuständigen Sachverständigenausschuss des Deutschen Instituts für Bautechnik (SVA 463 Tragwerksbemessung für Brandeinwirkung) erörtert. Dabei wurde anhand vorgelegter Studien und numerischer Voruntersuchungen deutlich, dass die Bildung von Horizontalrissen in den Plattenstegen auch bei HC-Platten ohne Aufbeton auftreten kann.
Um den Einfluss der Querdehnungsbehinderung zu klären wurden an der BAM entsprechende experimentelle und numerische Untersuchungen an Decken-feldern aus Spannbeton-Hohlplatten mit unterschiedlichem Grad der seitlichen Zwängung durchgeführt. Im Beitrag werden die im Realmaßstab durch-geführten Brandversuche beschrieben und deren Ergebnisse und daraus abgeleiteten Erkenntnisse vorgestellt.
Intumescent coatings are used for decades to increase the fire resistance of steel or wood constructions. Intermediate and full scale tests are used to assess their protection performance. For the product development and screening, cheaper and faster bench-scale tests are demanded that provide information about thermal protection, foaming dynamics and mechanical resistance. In the recent years, we have developed several bench-scale fire resistance tests and used them in different research and developing projects. The influence of distinct binders and fillers, respectively, was studied in intumescent coatings using the Standard Time Temperature modified muffle furnace (STT Mufu+). This bench-scale test evaluates the fire resistance (by means of temperature measurements) and the foaming behaviour (by means of a high-temperature endoscope) during a standard time-temperature exposure. The fire residues were suitable for advance residue analysing techniques like nondestructive μ-computed tomography (μ-CT). Also, scanning electron microscopy was used to investigate the microscopic structure of the surface and inside of the residues. The mechanical resistance of the residues was tested by an impact resistance experiment.
The binder influence on the insulation of the coating was small for the investigated systems. Nevertheless, it was interestingly noted, that coatings with high expansion did not provide the best protection. The great influence of the binder material on the inner structure of the foamed residues was revealed by the μ-CT images. Clear differing morphologies were observed. These led to distinct mechanical resistance properties of the tested coatings. Also the change of a low amount of fillers, such as fibres and clay was investigated with similar effects. What is more, a transition of the residue from black, carbonaceous foam with closed cells into an inorganic, residual open cell sponge occurs at high temperatures during the test. This transition is due to the loss of carbon; the change in microstructure is analysed by scanning electron microscopy.
The bench-scale tool presented outreaches screening; the investigation based on the STT Mufu+ delivers a deeper understanding of the phenomena controlling the performance of intumescent coatings.