Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Ermittlung und Optimierung des Brandverhaltens von Ultra-Hochfestem Beton (UHPC)

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In dem Forschungsvorhaben sollen die notwendigen Grundlagen geschaffen werden, um Ultra-Hochfesten Beton (UHPC) auch im Hochbau bei Anforderungen an den Brandschutz einsetzen zu können. Zurzeit bestehen erhebliche Kenntnislücken sowohl hinsichtlich der Hochtemperatur-Materialkennwerte von UHPC als auch hinsichtlich des Abplatzverhaltens beim Brand. In dem For-schungsvorhaben sollen einerseits die thermischen Materialkennwerte für die Berechnung der Bauteil-erwärmung und andererseits die thermo-mechanischen Materialkennwerte und –gesetze für die Brandschutzbemessung mit vereinfachten oder allgemeinen Rechenverfahren gemäß Eurocode 2 Teil 1-2 experimentell ermittelt werden. Bisher durchgeführte Brandversuche haben eine deutlich erhöhte Abplatzneigung des UHPC gezeigt, die allein mit der bei normalfestem und hochfestem Beton be-währten Zugabe von Polypropylenfasern nicht zuverlässig beherrscht wird. Die Abplatzneigung kann verringert werden, wenn die Bauteiloberflächen vor zu schneller Erwärmung beim Brand geschützt werden. Dazu soll eine ursprünglich für Holz entwickelte Hochleistungsbrandschutzbeschichtung für die Anwendung auf Bauteilen aus UHPC weiterentwickelt werden. Die wirksame Begrenzung der Erwärmungsgeschwindigkeit und Querschnittstemperaturen soll durch Brandversuche an Kleinprobekörpern untersucht und optimiert werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse soll ein theore-tisch-numerisches Modell zur Berechnung des Erwärmungs- sowie des Trag- und Verformungsverhaltens von Bauteilen aus UHPC ohne und mit Oberflächenschutz erarbeitet und durch Normbrandversuche an belasteten Stützen validiert werden.