C³-Infusion, Injection, Prepreg (CiiP)
Neue Herstellungsverfahren von Carbonbetonbauteilen - Verbundvorhaben V-I.10
Die erfolgreiche Etablierung geschlossener halbautomatisierter Verfahren in der Faserverbundkunststoffverarbeitung beruht auf den erzielbaren Bauteileigenschaften und den schnelleren, jedoch einfacheren und vor allem reproduzierbaren Prozessen.
Ausgehend von diesem Ansatz der Herstelleffizienz stellten innerhalb des Vorhabens C³‑Infusion‑Injection‑Prepreg (CiiP) verschiedene Untersuchungen den Forschungsschwerpunkt zur Adaption bestehender Herstellungstechnologien aus dem Bereich der Kunststofftechnik in den Carbonbetonbau dar. Dabei wurden geeignete Herstellverfahren aus der Kunststofffaserverbundtechnologie eruiert und deren Anwendbarkeit für die Herstellung von 2D- und 3D-Carbonbetonbeuteilen überprüft.
In den genaueren Fokus rückten dabei drei Herstellverfahren: Injektion, Infusion und Prepreg. Bei der (Vakuums-)Injektion wird die Betonmatrix mit Unterdruck in die entsprechenden Kavitäten eingebracht. Dabei wird dieser Unterdruck an die Formgebungswerkzeuge angelegt und saugt die Betonmatrix an. Aufgrund der für diese Herstellungstechnologie allseits geschlossenen Schalungen können damit beidseitig schalungsglatte und störfreier (Kiesnester, Lunker) realisiert werden. Bei der Infusion wird sich stattdessen eines Überdrucks bedient.
Bei der Prepregtechnologie werden definierte Carbonbetonlayer vorgefertigt und durch Temperaturherabsetzung in ihrem Hydratationsprozess eingeschränkt. Durch lagenweises Schichten der Layer können diese nach Rückführung in Raumtemperatur und Pressen zum angestrebten Bauteil gefügt werden. Neben der Sicherstellung der lagetreuen Anordnung der Carbonbewehrung eignet sich diese Herstelltechnologie ebenfalls für die Erstellung von unterschiedlichsten Gradientenquerschnitten.
