Entwicklung von Hochleistungsaerogelbeton

Aufgrund der Anforderungen an den Wärmeschutz ist die Ausführung einschaliger Außenwände aus Normalbeton bereits seit einigen Jahrzehnten nicht mehr praktikabel. Um den bauphysikalischen Anforderungen gerecht zu werden, sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen wie die Anbringung von Wärmedämmverbundsystemen oder die Ausführung als zweischalige Wandkonstruktion mit Kerndämmung erforderlich, aus denen gestalterische, konstruktive oder wirtschaftliche Nachteile resultieren können. Bisherige Versuche, einschalige Außenwände aus Leichtbetonen herzustellen, erfordern wegen der verhältnismäßig geringen Druckfestigkeiten oder der im Vergleich zu anderen Außenwandkonstruktionen noch immer höheren Wärmeleitfähigkeiten stets sehr große Wanddicken. Das Institut für Massivbau (IfM) der Universität Duisburg-Essen hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoff-Forschung des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) durch Einbettung von Quarzglas-Aerogelgranulat in UHPC-Matrizen einen Hochleistungsaerogelbeton entwickelt, der ein sehr günstiges Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweist [1]. Nachfolgend werden die mechanischen und bauphysikalischen Eigenschaften des neuen Werkstoffs vorgestellt.

Development of High Performance Aerogel Concrete
Because of requirements for thermal insulation the realization of single-leaf walls made of normal concrete is not feasible for a couple of decades. Thus, additional means such as external thermal insulation systems or cavity walls with core insulation are normally necessary, which are accompanied by creative, constructive or economical disadvantages. Previous attempts to produce single-leaf walls with lightweight concretes lead to huge wall thicknesses due to the low compressive strength or the higher thermal conductivities of lightweight concretes. By embedding silica aerogel granules in a high strength cement matrix, the Institute for Structural Concrete (ISC) at the University of Duisburg-Essen developed a High Performance Aerogel Concrete (HPAC) in cooperation with the Institute of Materials Research of the German Aerospace Center (DLR). The HPAC exhibits a remarkable relation between compressive strength and thermal conductivity [1]. The following report covers the mechanical and the building physics properties of the new material.