Handbuch Carbonbeton (eBook)

Einsatz nichtmetallischer Bewehrung

Manfred Curbach, Josef Hegger, Frank Schladitz, Matthias Tietze, Matthias Lieboldt (Herausgeber)

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2023
Wiley-VCH (Verlag)
978-3-433-60869-2 (ISBN)

Infos

Carbonbeton ist die Bauweise der Zukunft. Angesichts der drängenden Aufgaben zur Begrenzung des Klimawandels und des sorgsamen Umgangs mit den begrenzten Ressourcen hat der Carbonbeton genau die richtigen Eigenschaften. Er spart mehr als 50 % Ressourcen, insbesondere Sand, und reduziert den CO2-Ausstoß um bis zu 70 %.
Carbonbeton ist somit ein Game-Changer, der auf das Bauen ebenso Auswirkungen hat wie auf das Erscheinungsbild und die Nutzung der gebauten Umwelt. Zusammen mit der sehr langen Lebensdauer, dem Werterhalt, der Bezahlbarkeit und der Ästhetik verdient er die Bezeichnung einer disruptiven Innovation.
Nach Entstehung der Idee vor fast 30 Jahren und nach intensiver Grundlagenforschung im Rahmen zweier Sonderforschungsbereiche der DFG konnte die erforderliche anwendungsorientierte Forschung durch das Konsortium C3 - Carbon Concrete Composite durchgeführt werden. Dieses vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Zwanzig20-Programms unterstützte Großprojekt hat gezeigt, dass Carbonbeton in die Praxis überführt werden kann. Hierzu haben über 160 Partner alle notwendigen neuen Kenntnisse erarbeitet.
Höhepunkt und zusammenfassendes Ergebnis ist der CUBE, das erste komplett aus Carbonbeton gefertigte Gebäude. Es besteht aus der "Box", die die Möglichkeiten wirtschaftlichen und modularen Bauens zeigt, und aus dem "Twist", der die Entstehung einer neuen Architektursprache visualisiert.
Das vorliegende Buch fasst den heute vorliegenden Stand des Wissens zu Carbonbeton von den Grundlagen bis zur Anwendung zusammen und darf daher als Standardwerk des Neuen Bauens bezeichnet werden.

Autor

Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach ist Direktor des Instituts Massivbau der Technischen Universität Dresden und Sprecher des Konsortiums C3 - Carbon Concrete Composite. Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger ist Leiter des Lehrstuhls und Instituts für Massivbau der RWTH Aachen. Dr.-Ing. Matthias Lieboldt war wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau der Technischen Universität Dresden sowie Mitarbeiter des C3 - Carbon Concrete Composite e.V. und ist heute Projektmanager Finger-Institut für Baustoffkunde der Bauhaus-Universität Weimar. Dr.-Ing. Frank Schladitz ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau der Technischen Universität Dresden und Geschäftsführer des C3 - Carbon Concrete Composite e.V. Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Matthias Tietze ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau der Technischen Universität Dresden und Mitarbeiter des C3 - Carbon Concrete Composite e.V.

Inhalt

1 Einleitung und Überblick
1.1 Geschichtliche Entwicklung
1.2 Allgemeine Vorteile und Grenzen
1.3 Einsatzgebiete

2 Bewehrung
2.1 Material
2.2 Bewehrungsformen

3 Beton
3.1 Bindemittel und Zusatzstoffe
3.2 Konzepte für den Betonentwurf
3.3 Parameter des Betonentwurfs
3.4 Marktverfügbare Bindemittel und Betone

4 Verbundwerkstoff
4.1 Grundlagen
4.2 Zugtragverhalten des VWS-Systems "Bewehrter Beton"
4.3 Verbundmechanismen

5 Grundlagen des Bewehrens
5.1 Allgemeine Konstruktionsdetails
5.2 Textile Bewehrung
5.3 Stabförmige Bewehrung

6 Verarbeitung und Produktion
6.1 Einleitung
6.2 Herstellung und Transport des Betons
6.3 Verarbeitung der Bewehrung
6.4 Lagesicherung beim Bewehrungseinbau
6.5 Schalung
6.6 Beton-Einbautechnologien
6.7 Nachbehandlung
6.8 Transport- und Montagezustände bei Fertigteilen
6.9 Weiterverarbeitung von Halbfertigteilen in der Elementbauweise
6.10 Verstärkung und Instandsetzung

7 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
7.1 Sicherheitskonzept
7.2 Ermittlung der Bemessungswerte
7.3 Teilsicherheitsbeiwerte
7.4 Mindestbewehrung
7.5 Neubau
7.6 Verstärkung/Instandsetzung von Stahlbetonbauteilen
7.7 Bemessungshilfen

8 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
8.1 Allgemeines
8.2 Einführung zum fortlaufenden Berechnungsbeispiel
8.3 Dehnungs- und Spannungsverhältnisse des Biegequerschnitts
8.4 Spannungsnachweise
8.5 Berechnung der Rissbreiten
8.6 Direkte Berechnung der Verformungen

9 Dauerstand und Ermüdung
9.1 Grundlagen des Dauerstand- und Ermüdungsverhaltens
9.2 Materialverhalten unter Dauerbeanspruchung
9.3 Materialverhalten bei Ermüdungsbeanspruchung

10 Dauerhaftigkeit
10.1 Einführung
10.2 Mechanismend der Schädigung
10.3 Grundlagen der Dauerhaftigkeitsbewertung und Konzept
10.4 Charakteristische Materialeigenschaften für die Vorhersage von Langzeitdauerhaftigkeit und Lebensdauer
10.5 Zusammenfassung und Ausblick

11 Vorspannung
11.1 Einleitung
11.2 Biegebemessung
11.3 Beispiel Biegebemessung
11.4 Technologie und Herstellung
11.5 Zusammenfassung und Ausblick

12 Einbauteile
12.1 Befestigungs- und Verbindungsmittel
12.2 Verbindungsmittel
12.3 Abstandhalter
12.4 Transportankersysteme
12.5 Auswahl der auf dem Markt erhältlichen Produkte

13 Materialprüfung
13.1 Ausgangsmaterialien
13.2 Verbundmaterial

14 Normen und Richtlinien
14.1 Nationale Normen und Richtlinie
14.2 Internationale Normen und Richtlinien
14.3 Genehmigungen für Bauarten mit Textilbeton/Carbonbeton
14.4 Zusammenfassung

15 Bauphysik
15.1 Wärme und Feuchte
15.2 Schallschutz
15.3 Brand

16 Recycling
16.1 Einleitung
16.2 Abbruch und Rückbau
16.3 Baustoffaufbereitung
16.4 Materialverwertung

17 Ökologische Beurteilung von Betonbauteilen mit Bewehrung aus Carbongelegen
17.1 Grundlagen der Ökobilanzierung
17.2 Umweltwirkungen von C³-Betonen
17.3 Umweltwirkungen von Carbongelegen
17.4 Vergleichende Ökobilanzierung von Bauteilen
17.5 Umweltverträglichkeit

18 Arbeits- und Gesundheitsschutz
18.1 Gesundheitsrisiken bei Tätigkeiten mit Carbonbeton
18.2 Verarbeitung von Carbonbewehrungen
18.3 Be- und Verarbeitung von Carbonbeton

19 Multifunktionalität
19.1 Designkriterien multifunktionaler Bauteile aus Carbonbeton
19.2 Konstruktionsentwicklung multifunktionaler Fertigteile am Beispiel elektrischer Energiespeicherung
19.3 Basisstruktur zur Funktionsintegration
19.4 Lichtleitung in Carbonbeton
19.5 Strukturüberwachung

20 Praktische Anwendungen
20.1 Neubau
20.2 Verstärkung und Instandsetzung
20.3 C³-Ergebnishaus
20.4 Mehr als ein Baustoff - Carbonbeton in Kunst und Alltag

21 Ausschreibung und Vergabe für Carbon- und Textilbeton
21.1 Ausschreibung, Vergabe, Leistungsbeschreibung
21.2 Ausschreibungsplanung
21.3 Ausschreibungstexte Beispiele
21.4 Ausblick

22 Aus- und Weiterbildung

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 10.1.2023
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• Schlagworte: Bauingenieur- u. Bauwesen • Baustoffe • Betonbau • Bewehrung • Carbonbeton • Kohlenstoffmaterialien • Konstruktionswerkstoffe • Materialwissenschaften • Nachhaltiges Bauen • Tief- u. Hochbau / Massivbau • Tragwerke
• ISBN-10: 3-433-60869-5 / 3433608695
• ISBN-13: 978-3-433-60869-2 / 9783433608692