Filtern
Erscheinungsjahr
- 2022 (2) (entfernen)
Dokumenttyp
Schlagworte
- Alterung (1)
- Brandschutz (1)
- Brandversuche (1)
- Carbon fibers (1)
- Cement matrix (1)
- Cement suspension (1)
- Dauerhaftigkeit (1)
- Elevated temperature (1)
- Fire resistance (1)
- Fire safety (1)
Organisationseinheit der BAM
- 7.3 Brandingenieurwesen (2) (entfernen)
Im Rahmen des Forschungsprojektes IGF 20470N wurden Untersuchungen zum Alterungsverhalten von reaktiven Brandschutzsystemen (RBS) auf Stahlbauteilen durchgeführt. Mithilfe der Ergebnisse einer umfangreichen Literaturrecherche sowie experimentellen und numerischen Untersuchungen sollte ein Vorschlag für ein Prüfkonzept zum Nachweis einer Nutzungsdauer von RBS von mehr als 10 Jahren auf Basis von Kurzzeitversuchen abgeleitet werden. Dabei setzt die Bewertung des Alterungsverhaltens von RBS voraus, dass die Mechanismen der Alterung hinreichend bekannt sind.
Dafür wurden zunächst systematisch Daten von Kurz- und Langzeitversuchen von nationalen Zulassungsprüfungen der letzten Jahrzehnte ausgewertet. Anschließend wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an einer wasserbasierten sowie einer epoxidharzbasierten Richtrezeptur durchgeführt. Da aus der Literatur bekannt ist, dass die Einflüsse der Bewitterung zu einer Veränderung der Konzentration der Bestandteile innerhalb der Beschichtung führen können, wurden Untersuchungen mit Mangelrezepturen durchgeführt, wobei systematisch einzelne Bestandteile reduziert wurden. Neben optischen Untersuchungen wurden thermoanalytische Verfahren (DSC-TG-, ATR-FTIR-, Elementar-, Farbanalyse) angewandt sowie Brandversuche an beschichteten Stahlplatten durchgeführt. Des Weiteren wurden die Richtrezepturen den beschleunigten Kurzzeitversuchen gemäß EAD 350402-00-1106 (2017) unterzogen, welche die Zulassung von Produkten auf europäischer Ebene regelt. Für die wasserbasierte Richtrezeptur wurden die Bewitterung für den feuchten Innenraum (Typ Z1) mehrfach wiederholt (1x, 3x, 6x). Für die epoxidharzbasierte Richtrezeptur entsprach die Bewitterung dem Zyklus für die Außenanwendung (Typ X). In Brandversuchen sowie thermoanalytischen und optischen Untersuchungen wurde das Alterungsverhalten sowie die thermische Schutzwirkung analysiert.
Anschließend wurden numerische Simulationen von Stahlbauteilen mit gealterten RBS durchgeführt und anhand der experimentellen Untersuchungen validiert. Mithilfe der numerischen Modelle kann eine Bewertung der thermischen Schutzwirkung von Stahlbauteilen mit gealterten RBS vorgenommen werden.
Mithilfe der gesammelten Erkenntnisse wurde ein Vorschlag für ein Prüfkonzept für den Nachweis einer Nutzungsdauer von mehr als 10 Jahren abgeleitet. Das Prüfkonzept besteht dabei aus einem Katalog von Möglichkeiten, die aktuellen Zulassungsprüfungen auf europäischer Ebene für eine Nutzungsdauer von 10 Jahren auf einen längeren Zeitraum zu erweitern.
Textile-reinforced concrete (TRC) is a new composite material comprising high-performance concrete and textile reinforcement from textile yarns with a matrix, usually consisting of epoxy resins (ER). The most significant advantage of ER is the homogenization of all filaments in the yarn and full utilization of its tensile potential. Nevertheless, ER matrix is a critical part of TRC design from the perspective of the fire resistance due to its relatively low resistance at temperatures of approximately 120 C. This work expands the previously performed mechanical tests at normal temperatures with cement suspension (CS) as a non-combustible material for the yarn matrix. Here, the mechanical properties of CS matrix at elevated temperatures were verified. It was found that the addition of polypropylene fibers into HPC negatively affected the mechanical results of CS matrix specimens. Simultaneously, thermal insulation effect of the covering layers with different thicknesses did not significantly influence the residual bending strength of specimens with CS matrix and achieved similar results as reference specimens. Furthermore, all specimens with ER matrix progressively collapsed. Finally, CS as a textile reinforcement of yarn matrix appears to be a suitable solution for increasing the temperature resistance of TRC structures and for substituting synthetic resins.