CCEE-Forscher Sri Sritharan testet eine sprühbare Form von UHPC, einer „Mischung aus Beton und Stahlfasern“.

Stahlbeton ist ein Grundbestandteil der Bauindustrie. Im Transportbereich wird dieses Verbundmaterial häufig für Brückenkonstruktionen verwendet, da es in seiner Blütezeit äußerst langlebig ist und als hochwertige Betonkonstruktion eine Lebensdauer von über 50 Jahren hat.

Forscher der Iowa State University untersuchen seit fast zwei Jahrzehnten ein neues Material namens UHPC (Ultra-High Performance Concrete). UHPC – eine Kombination aus zementhaltigem Material und Stahlfasern – ist deutlich haltbarer als Beton und kann die Lebensdauer von Brücken auf über 75 Jahre verlängern. Doch jetzt erforschen sie den Einsatz von sprüh-/pumpbarem UHPC, um den Brückenbau zu beschleunigen.

Der stellvertretende Forschungsdekan des Department of Civil, Construction and Environmental Engineering, Sri Sritharan, arbeitet mit dem Department of Transportation in Kalifornien und dem Department of Transportation in Iowa zusammen, um Strukturen zu schaffen, die diese neue Form von UHPC in Kombination mit dem traditionellen Beton verwenden.

„Wir versuchen, den Brückenbau auf die nächste Stufe zu heben“, sagte Sritharan. „Mit UHPC wollen wir größere, leichte Teile einbringen und sie vor Ort mithilfe kleiner Kräne schneller zusammenfügen.“

„Wir erforschen die sprühbare Form von UHPC, um die Bauzeit vor Ort von mehreren Monaten auf wenige Tage zu verkürzen, ohne dass es zu Transportproblemen kommt“, sagte Sritharan. „Früher mussten Bauarbeiter mehrere Tage warten, bis der Beton aushärtete. Durch den Einsatz leichter UHPC-Elemente wird dies vermieden und der Bau deutlich beschleunigt.“

Durch die Zusammenarbeit mit der Transportabteilung in Kalifornien testen Sritharan und sein Team nicht nur die Festigkeit dieser neuen Form des UHPC-Materials und seinen effizienten Einsatz zur Beschleunigung des Brückenbaus, sondern auch die Fähigkeit von UHPC, Naturkatastrophen standzuhalten.

„In Kalifornien ist mit Erdbeben auf Brücken zu rechnen, daher müssen wir dies auch in unserer Forschung berücksichtigen“, sagte Sritharan. „In unserer Bewertung sprühen wir UHPC und erzeugen verschiedene Oberflächentexturen, um zu untersuchen, wie gut es sich mit herkömmlichem Beton verbindet. Die Bestätigung der Anwendbarkeit und Qualität von spritzbarem UHPC eröffnet große Chancen, insbesondere für die Reparatur und Sanierung von Beton- und Stahlbrücken.“

Sritharan führt seit vielen Jahren UHPC-Arbeit durch. Er war einer der Vorreiter bei der Erprobung dieses innovativen Materials und der Entwicklung struktureller Designlösungen und war Teil der ersten UHPC-Brückenanwendungen in Iowa – dem ersten Staat, der UHPC bei Brücken anwendete. Sritharan hat gerade ein dreitägiges Projekt abgeschlossen, bei dem er UHPC mithilfe der Sprühtechnologie von Steelike testete und für seine Forschung Strukturen unterschiedlicher Größe und Textur sprühte.