Materialminimierte Rippen‐ und Wabendecken aus extrudierten Carbonbetonstegen

Um den Ressourcenverbrauch und den CO‐Fußabdruck der Bauwirtschaft zu reduzieren, sind neue Konstruktionsprinzipien erforderlich, die einen minimalen Materialeinsatz ermöglichen. Besonders bei Wänden, Decken und Fundamenten, die mehr als 60 % des weltweit verwendeten Gesamtvolumens an Beton ausmachen, besteht ein hohes Potenzial zur Einsparung von Material und CO‐Emissionen. Ein vielversprechender Ansatz ist der Einsatz von Carbonbewehrung, da diese aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit eine geringere Betondeckung benötigt. In Bezug auf die Topologie des Bauteils wurden seit Jahrzehnten materialeffiziente Rippen‐ oder Waffelplatten gebaut. Jedoch werden diese aufgrund der arbeitsintensiven Herstellung in Europa nicht oft eingesetzt. Ein kürzlich entwickeltes Extrusionsfertigungsverfahren ermöglicht die schnelle schalungsfreie Herstellung von Carbonbetonstegen, die als Halbzeuge für die serielle Fertigung ein‐ und zweiachsig gespannter Deckensysteme eingesetzt werden können. Teile der Arbeiten zum Extrusionsprozess wurden bereits in [1] vorgestellt und werden in dem vorliegenden Beitrag genutzt, um neuartige materialminimierte Rippen‐ und Wabendeckenentwürfe aus vorgefertigten extrudierten Carbonbetonstegen bzw. ‐waben zu realisieren. Zudem wird ein Ausblick auf die großtechnische Herstellung von ein‐ und zweiachsigen Plattensystemen wie Rippen‐, Waffel‐ und Sandwichplatten mit Wabenstruktur im Großformat gegeben.

In order to reduce the resource consumption and the Carbon footprint of the construction industry, new construction principles are required that minimize the use of materials. Walls, ceilings and foundations, which account for more than 60 % of the total volume of concrete used worldwide, offer great potential for saving material and CO emissions. One promising approach is the use of carbon reinforcement, as it only requires a small concrete cover due to its corrosion resistance. In terms of the topology of the structural member, material‐efficient ribbed or waffle plates have been used for decades. However, they are not often used in Europe due to their labor‐intensive manufacturing, which requires manual installation of the formwork. A recently developed extrusion production process enables the fast, formwork‐free production of semi‐finished precast components for the fabrication of uniaxially and biaxially supported carbon‐reinforced concrete ceiling systems. Parts of the work on the extrusion process have already been presented in [1] and are used in this article to realize novel material‐minimized ribbed and honeycomb floor slabs from prefabricated extruded carbon‐reinforced concrete webs or honeycombs. In addition, an outlook is given on the large‐scale production of uniaxial and biaxial supported panel systems such as ribbed, waffle, and sandwich panels with honeycomb filling.