LeBaMaN
Baustoffe aus CO2-basierter Carbonfaser und Granit; Teilvorhaben: Materialuntersuchungen und Bauteilentwicklung
Projektleiter:in
Prof. Dr.-Ing. Christoph Dauberschmidt Raum: F 0.15
T +49 89 1265-2666
F +49 89 1265-2699
Laufzeit. 01.05.2023 - 30.04.2026
Projektträger: Projektträger Jülich
Projektpartner: Labor für Stahl- und Leichtmetallbau GmbH Prof. Dr.-Ing. Bucak Kissing, AHP GmbH & Co. KG Berlin, Richter & Müller GmbH Dormagen, DB Systemtechnik GmbH Minden
Stein oder Stahl? Hat ein neuartiger Hybridbaustoff aus Granit und Carbonfasern das Potenzial, bei Brücken und als Bewehrung den etablierten Baustoff Stahl zu ersetzen? Diese Fragestellung wird derzeit in einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten und breit angelegten Forschungsvorhaben am Institut für Bauforschung der HM untersucht.
Bei der Herstellung von Stahl fallen derzeit noch große Mengen des klimaschädlichen Gases CO2 an. Um die ehrgeizigen Klimaziele der Bundesregierung und der EU zu erfüllen, wird derzeit mit Hochdruck daran geforscht, die etablierten Baustoffe wie Stahl und Beton entweder mit weniger CO2 herzustellen (Stichwort: Hochofen mit grünem Wasserstoff) oder diese Baustoffe durch neuartige hybride Baustoffkombinationen zu ersetzen. Hier setzt das seit 2023 am Forschungsinstitut Material- und Bauforschung (imb) der Hochschule München laufende Forschungsvorhaben LeBaMaN (Leicht-Bau-Materialsysteme neuer Nachhaltigkeit) an: das untersuchte Hybridmaterial besteht aus einer dünnen Schicht Granit, auf das ein- oder zweiseitig eine Carbonschicht appliziert wird. Nach Angaben des Erfinders und Herstellers ist dieses Hybridmaterial mit der Abkürzung CFS in der Herstellung deutlich klimaschonender als die derzeitige Herstellung von Stahl.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird dabei zunächst das neuartige Hybridmaterial hinsichtlich seines Materialverhaltens untersucht, um das Potenzial, aber auch die Anwendungsgrenzen herausfinden zu können. Ein Ziel des Forschungsvorhabens ist es unter anderem, eine Fußgängerbrücke aus CFS zu entwickeln und dann als Demonstrator im Großmaßstab herzustellen. Diese Brücke wird dabei zunächst anhand der zuvor ermittelten Materialkennwerte mit nicht-linearen Rechenmodellen „nachgebaut“ und sukzessive hinsichtlich der Form optimiert. Am final erstellten Demonstrator werden dann weitere Belastungs- und Bruchuntersuchungen durchgeführt, um die Berechnungsweise zu verifizieren und Informationen über da Gesamtversagen zu erhalten.
Ein weiteres Ziel ist, das Hybridmaterial als Bewehrungsersatz bei Eisenbahnschwellen einzusetzen. Diese Schwellen werden derzeit meist mit einer Spannstahl-Bewehrung vorgespannt. Ziel ist es, eine Schwelle zu entwickeln, bei der die Bewehrung aus dem nichtrostenden und nicht vorgespannten Hybridmaterial besteht. Dafür sind umfangreiche Verbundversuche des CFS zu Beton durchzuführen. Auch in diesem Teilprojekt werden Demonstratoren als Betonschwellen mit dem Granit-Carbon-Hybrid-Material hergestellt.
Zuwendungsgeber:
