Ge3TEX beschäftigt sich mit sortenreinen Verbundwerkstoffen für neue Leichtbauteile aus technischen Textilien bzw. Abstandstextilien im Verbund mit geschäumten Materialien. Im Fokus des Projekts standen zwei mineralische und eine polymerbasierte Verbundmaterialvarianten aus jeweils gleichen Werkstoffgruppen:
- Basaltfaser-Abstandstextilien in Kombination mit mineralisiertem Schaum und hochfestem Beton
- Glasfaser-Abstandstextilien in Kombination mit einer Bläh-/Wasserglasmatrix
- rPET Abstandstextilien in Kombination mit rPET Partikelschaum
Die Textilien werden zur Stabilisierung und Dämmung mit leichten, geschäumten Werkstoffen kombiniert und dienen u.a. als verlorene Schalung, als strukturelles Element zur Aufnahme von Zugkräften oder auch der Gestaltgebung.
Im Projekt wurden kompatible Faser- und Schaumwerkstoffrezepturen mit einem ausreichenden Haftverbund untereinander für geometrisch optimierte Last- und Dämmszenarien entwickelt, funktionsadäquate Textilgeometrien für vielfältige Anwendungen in der Gebäudehülle konzeptioniert sowie drei Leichtbaudemonstratoren im Maßstab 1:1 realisiert.
Fachbetreuer
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)
Referat WB 3 „Forschung im Bauwesen“
Daniel Wöffen (
daniel.woeffen@bbr.bund.de
)
Autorinnen und Autoren
Dr.-Ing. Hans-Jürgen Bauder,
Johanna Beuscher, M. A.,
Prof. Claudia Lüling (Projektleitung),
Dipl.-Ing. Andreas Maier, M. Eng.,
Dominik Nagel, M. Eng.,
Prof. Dr.-Ing. Petra Rucker-Gramm,
Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider,
Prof. Dr.-Ing. Agnes Weilandt,
Timo Weimer, M. Sc.
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung/ Abstract
Projekt
- Einführung
1.1 Themenfeld
1.2 Untersuchungsgegenstand - Problemstellung
2.1 Stand der Forschung/ Baupraxis
2.2 Forschungslücke/ Entwicklungsbedarf - Zielstellung
3.1 Konkrete Projektziele im Kontext übergeordneter Ziele
3.2 Arbeitshypothese - Forschungsdesign
4.1 Methodischer Ansatz
4.2 Projektteam und -organisation, Kooperationspartner
4.3 Arbeitspakete und Meilensteine
Projektverlauf
- Dreidimensionale Textilgeometrien und Befüllstrategien
5.1 Einführung 3DTextilien - Verlorene Schalungen und lastflussgerechte Formgebung
5.2 Makrostruktur: Steuerung des Verformungsverhaltens von 3D Textilien
5.3 Mesostruktur: Definition der inneren Strukturgeometrie befüllter 3D Textilien
5.4 Resümee, Makro- und Mesostrukturen im räumlichen Zusammenhang - Schäum- und Textiltechnologien im Verbund, Haftung
6.1 Übersicht über werkstoffspezifische Besonderheiten und durchgeführte Versuchsreihen
6.2 Basaltfasern bzw. Basalttextilien in Kombination mit Zementschaum
6.3 Glasfasern bzw. Glastextilien in Kombination mit Bläh-/Wasserglas
6.4 PET Fasern bzw. PET Textilien in Kombination mit PET Schäumen
6.5 Resümee, Haftung Textil/Befüllung im Werkstoffvergleich - Testfertigung erster Demonstratoren aus ausgeschäumten 3D Textilien
7.1 Fertigung von 3D Textilien aus Basalt- und Glasrovings sowie PET Bändchen
7.2 Ausschäumen / Befüllen der 3D Textilien
7.3 Resümee, denkbare Makro- und Mesogeometrien von Wand- und Dachbauteilen - Zwischenauswertung
8.1 Konzeption und Tragwerksabschätzung für mögliche Demonstratoren im Wand- oder Dachbereich
8.2 Resümee - Zusätzliche Bauteilfunktionalisierungen
9.1 Textilbasierte Funktionserweiterungen (Licht, Energiespeicherung, Temperaturmanagement)
9.2 Schaumbasierte Funktionserweiterungen (Temperaturmanagement)
9.3 Bauteilfügungen
9.4 Resümee
Projektergebnisse
- Fertigung finaler Demonstratoren, Zusammenführung der Zwischenergebnisse
10.1. Fertigung finaler Demonstratoren
10.2 Bewertung / Zielerreichung - Einordnung in den wissenschaftlichen Kontext - Fazit, Ausblick
11.1 Wissenschaftliche Anschlussfähigkeit 170 11.2 (Bau-) praktische Anschlussfähigkeit über den Abschlussbericht hinausgehender Output
Anhänge
- Verzeichnisse
- Anlagen
Anlage 1, Gesamtkapitel 6.2, Basaltfasertextilien und Zementschaum
Anlage 2, Gesamtkapitel 6.3, Glasfasertextilien und Bläh-/Wasserglasmatrix
Anlage 3, Gesamtkapitel 6.4, PET Textilien und PET Schäume
Anlage 4, Teilkapitel 7.1, Fertigung von 3D Textilien aus Basalt- und Glasrovings
Anlage 5, Gesamtkapitel 8.1, Berechnung möglicher Dach- und/oder Wanddemonstratoren
Die Veröffentlichung ist ein Ergebnis des Projekts „Ge3TEX: Gewebt, gewirkt, geschäumt – 3D Textilien für die Gebäudehülle“.
