Biocomposite Natural Fibre Pultruded Profiles and Application Possibilities in Architecture
Case-Studies in Lightweight Structures
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Beschreibung
Die Auswahl der Materialien in der Bauindustrie spielt eine entscheidende Rolle bei der Förderung von Nachhaltigkeitszielen. Die Verwendung natürlicher Ressourcen für die Materialauswahl ist begrenzt, weshalb der Fokus auf die Entwicklung neuartiger Materialien verlagert wurde. Faserverstärkte Polymerverbundwerkstoffe können zuverlässige Ersatz-stoffe für herkömmliche Baumaterialien sein, insbesondere aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, das auch Materialabfälle reduzieren kann. Während synthetische Fasern wie Glas und Carbon häufig im Bauwesen eingesetzt werden, gibt es einen zunehmenden Trend zu nachhaltigeren Materialressourcen, mit einem verstärkten Einsatz von Naturfasern. Naturfasern stammen aus verschiedenen Quellen, wobei Pflanzenfasern aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Dichte und ihrer Erschwinglichkeit als kostengünstige landwirtschaftliche Nebenprodukte am beliebtesten sind.
Diese Studie behandelt die Entwicklung und Bewertung der LeichtPRO-Profile, pultrudierte Biokomposite, die als tragende Elemente in strukturelle Systeme integriert werden sollen. Pultrusion, eine Technologie zur Herstellung linearer faserverstärkter Verbundwerkstoffe, ist eine etablierte und zuverlässige Methode. Diese Studie untersucht die Optimierung der Pultrusionstechnologie im Rahmen eines multidisziplinären Co-Entwick-lungsansatzes, wobei alternative Fasern wie Flachs und Hanf geprüft und eine optimierte Matrixformulierung für spezifische Anwendungen vorgestellt werden.
Die Studie geht ausführlich auf die Zusammensetzung und Leistung dieser pultrudierten Naturfaserprofile ein und zeigt ihre mechanischen Eigenschaften durch umfassende Experimente und Tests auf. Ein zentrales Ziel ist der Einsatz der Profile in aktiv biegenden Strukturen, wobei die Bedeutung des Biegeverhaltens der Materialien hervorgehoben wird. Die wichtigste Fallstudie ist eine aktiv biegbare Struktur mit einer Spannweite von 10 Metern, der erste großskalige strukturelle Demonstrator, der das neue Material verwendet. Dennoch bestätigten zusätzliche mechanische und kleinskalige physikalische Tests, dass ihre strukturelle Leistung für eine Vielzahl anderer Anwendungen geeignet ist. Dies wird durch mehrere Prototypen verdeutlicht, die Anwendungen wie Reziprok-, Tensegrity- und faltbare Strukturen umfassen.
Autor*in
Evgenia Spyridonos
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Biocomposite fibre lightweight natural