Wirkungsweise von Polypropylenfasern (PP-Fasern) in Beton unter Brandbeanspruchung

• Applicant: Professorin Dr. Birgit Meng
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201127594

Zur Verhinderung explosionsartiger Betonabplatzungen im Brandfall hat sich der Einsatz von Polypropylenfasern (PP-Fasern) im Beton bewährt. Die dafür verantwortlichen Wirkmechanismen sind jedoch bislang nicht geklärt, wobei deren Kenntnis für eine gezielte Modifikation und Substitution der PP-Fasern zwingend erforderlich ist. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens besteht darin, diese Me-chanismen systematisch zu erforschen und quantitativ zu bewerten. Eigene Untersuchungen zeigten bereits den besonderen Einfluss der PP-Fasern auf die Mikrorissbildung und deren Auswirkung auf die Wasserdampfpermeation, so dass diese Ergebnisse eine wesentliche Grundlage für die geplante Forschung darstellen. Die Untersuchungen im Rahmen dieses Vorhabens sollen sowohl an kleinfor-matigen Bauteilen unter praxisnaher Brandbeanspruchung als auch an kleinen Materialproben bei definierter Temperatureinwirkung erfolgen. Durch die Zusammenführung der Ergebnisse soll die Wir-kungsweise der PP-Fasern erklärt werden. In den Brandversuchen wird das Verhalten des Betons realitätsnah abgebildet. Die dabei ablaufenden Prozesse werden mittels Schallemissions- und Poren-druckmessungen simultan verfolgt. Die Prozesse auf Mikroebene können bei dieser Art der Versuche nicht beobachtet werden. Sie sind jedoch für die Beschreibung der Wirkungsmechanismen der PP-Fasern von zentraler Bedeutung. Aus diesem Grund werden zusätzliche Untersuchungen an kleinen Materialproben unter definierter thermischer Einwirkung in-situ durchgeführt. Dabei wird vor allem die Wechselwirkung der PP-Fasern bzw. deren Zersetzungsprodukte mit der Matrix sowie die Auswirkung auf die Permeabilität untersucht.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Frank Weise