Experimentalgebäude aus Infraleichtbeton – monolithisch und hochwärmedämmend
Authors: Schulze Joachim , Breit Wolfgang 
Published: June 2016

Die Kombination der physikalischen Eigenschaften eines hochwärmedämmenden Leichtbetons mit den optischen Eigenschaften eines modernen Architekturbetons ermöglicht Bauwerke, bei denen der Ausdruck des Baustoffs Beton mit den energetischen Anforderungen an Außenbauteile vereint werden kann. Ziel des an der Technischen Universität Kaiserslautern durchgeführten Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines hochwärmedämmenden Leichtbetons für monolithische Außenbauteile mit Sichtbetonqualität. Der unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten entwickelte Infraleichtbeton aus rezykliertem Blähglas und portlandzementklinkerarmem Hochofenzement konnte die hohen Anforderungen hinsichtlich Rohdichte, Dauerhaftigkeit und Wärmeleitfähigkeit erfüllen. Der selbstverdichtende Leichtbeton musste widersprüchliche Anforderungen, wie z. B. ausreichende Druckfestigkeit bei geringer Rohdichte sowie geringe Wasseraufnahme trotz aufgeschäumter Zementmatrix, erfüllen. Die selbstverdichtenden Fließeigenschaften ohne Entmischung wurden durch den Einsatz eines PCE‐Fließmittels in Kombination mit einem Stabilisator erreicht. Der durch Schaumbildner aufgeschäumten Zementmatrix wurden zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit schwindreduzierende und hydrophobierende Zusatzmittel zugegeben. Bei Trockenrohdichten deutlich unter 700 kg/m³ wurde ein Wärmeleitfähigkeitswert von λ = 0,15 W/(m·K) erreicht. Die Übertragbarkeit der im Labormaßstab gewonnenen Erkenntnisse auf Bauwerksverhältnisse wurde durch den Bau eines Experimentalgebäudes aus Infraleichtbeton auf dem Gelände der Technischen Universität Kaiserslautern überprüft. Kontinuierliche Messungen mit eingebauten Multiringsensorelektroden (MRSE) geben Aufschluss über Temperatur‐ und Feuchtigkeitsverläufe, um eine abschließende Aussage über die Eigenschaften des Infraleichtbetons bei natürlicher Bewetterung treffen zu können.

High thermal insulating Infra lightweight concrete –experimental building constructed with weight‐optimized exposed concrete

Combining the physical characteristics of lightweight concrete that provides highly efficient heat insulation with the appearance of a state‐of‐the‐art architectural concrete makes it possible to construct buildings that merge the expression of concrete with the energy efficiency specifications for external structural components. The aim of the research project conducted by the University of Kaiserslautern was the development of highly insulating monolithic lightweight concrete construction components made of exposed concrete. The composition of the Infra lightweight concrete, (i. e. recycled expanded glass and blast furnace cement reduced in Portland cement clinker) developed with regard to sustainability aspects, had to meet high requirements in terms of bulk density, durability and thermal conductivity. The self‐compacting lightweight concrete had to reconcile conflicting requirements, such as a sufficiently high compressive strength and a low bulk density, as well as a low water absorption rate despite the expanded cement matrix. The self‐compacting flow properties without separation were achieved by the use of a PCE‐super‐plasticiser in combination with a stabiliser. The desired low bulk density required the use of a foaming admixture to expand the cement matrix. To improve durability, further shrinkage‐reducing and water repellent admixtures were used. For dry bulk densities of well under 700 kg/m³, a thermal conductivity value of λ = 0.15 W/(m·K) was achieved. The transfer possibilities presented by the findings from the laboratory were verified by the construction of a research building made of Infra lightweight concrete at the premises of the University of Kaiserslautern. Continuous measurements via multi ring sensor electrodes (MRSE) provided information on temperature and moisture changes during exposure to natural weathering.