Hochleistungsaerogelbeton - Optimierung, Tragverhalten, Festigkeit

In [1] wurde über die Entwicklung eines neuartigen Konstruktionsleichtbetons auf der Basis von Silica-Aerogelen, dem sogenannten Hochleistungsaerogelbeton (High Performance Aerogel Concrete, HPAC) berichtet. Neben hervorragenden Eigenschaften bezüglich des Brand- und Schallschutzes verfügt HPAC über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit bei relativ hoher Druckfestigkeit und ist daher für die Herstellung monolithischer Außenbauteile ohne zusätzliche Wärmedämmung geeignet. Um die Einsatzmöglichkeiten des neuen Werkstoffs in der Baupraxis zu erweitern, wurde dieser seit seiner Vorstellung im Jahr 2016 am Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen kontinuierlich weiterentwickelt. Dies betrifft zum einen die Optimierung des Werkstoffs hinsichtlich seines Schwindverhaltens und zum anderen die Beschreibung des Tragverhaltens unter Druck- und Zugbeanspruchung sowie die statistische Auswertung der Druckfestigkeit. Während der erste Aspekt insbesondere für die Herstellung bewehrter HPAC-Bauteile relevant ist, bilden die Untersuchungen zum Tragverhalten und die statistische Auswertung die Grundlage für wirklichkeitsnahe Berechnungen mithilfe der Finite-Elemente-Methode und die Ermittlung charakteristischer Festigkeiten. Nachfolgend wird über die Ergebnisse dieser Untersuchungen berichtet.

Optimization of High Performance Aerogel Concrete
The development of a new type of high-performance lightweight concrete based on silica aerogels, the so-called high-performance aerogel concrete (HPAC), was reported in [1]. In addition to excellent fire and acoustic protection properties, HPAC shows a very favorable relationship between compressive strength and thermal conductivity and is therefore suitable to produce monolithic exterior walls without additional thermal insulation. In order to expand the possible applications of the new material in construction practice, it has been continuously developed at the Institute for Structural Concrete at the University of Duisburg-Essen since its presentation in 2016. This affects, on the one hand, the optimization of the material with regard to its shrinkage behavior and, on the other hand, the investigation of the load bearing behaviour and the statistical evaluation of the compressive strength. While the first aspect is particularly relevant for the production of reinforced HPAC components, the statistical investigations provide the basis for Finite Element Simulations and the determination of the characteristic strengths. The results of these investigations are reported subsequently.