Festigkeit von thermisch entspanntem Floatglas aus Kalk-Natron-Silikatglas bei hohen Temperaturen bis zum Transformationsbereich

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens Schneider
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 399287305

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die experimentelle Untersuchung der Temperaturabhängigkeit der Biegezugfestigkeit von thermisch entspanntem Floatglas in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis in den Bereich der Glasübergangstemperatur.Um Vorhersagen zum Versagen des Glases während des thermischen Vorspannens von Glas und bei der additiven Fertigung mit Glas treffen zu können, muss die Biegezugfestigkeit des Glases im relevanten Temperaturbereich, der zugehörigen Spannungsrate aus dem Kühlvorgang sowie für die aus den vorlaufenden Produktionsprozessen resultierenden typischen Schädigungszuständen der Glasoberfläche bekannt sein.Für Kalk-Natron-Silikatglas sowie Borosilikatglas liegen bezüglich der Temperaturabhängigkeit der Biegezugfestigkeit im Bereich bis zur Glasübergangstemperatur nur sehr wenige experimentelle Forschungsergebnisse vor. Die bisherigen Arbeiten fokussieren auf die Temperaturabhängigkeit der Bruchzähigkeit (Kalk-Natron-Silikatglas) und die Temperaturabhängigkeit der Biegezugfestigkeit (Borosilikatglas). Zudem wurden die bisherigen Versuche meist mit sehr hohen Spannungsraten von bis zu 320 MPa/s durchgeführt. Entsprechend der Prozessdauer beim Kühlprozess des thermischen Vorspannens und des Kühlvorgangs während des additiven Fertigens sollte die Spannungsrate für eine Anwendbarkeit der Ergebnisse im Bauwesen niedriger liegen. Daher soll in diesem Forschungsvorhaben insbesondere die Biegezugfestigkeit bei hohen Temperaturen im Bereich bis zur Glasübergangstemperatur und mit zwei Spannungsraten (2 MPa/s, 20 MPa/s) untersucht werden. Die Untersuchung des Einflusses der Temperatur und der Spannungsrate soll an Proben mit prozesstypischen Oberflächenschädigungen (definierte Kratzer, zylindrische Bohrungen im Diamantbohrverfahren) durchgeführt werden. Da im Bauwesen primär Kalk-Natron-Silikatglas verwendet wird, sollen die Untersuchungen hauptsächlich mit Floatglas aus Kalk-Natron-Silikatglas durchgeführt werden, eine Versuchsreihe zum Vergleich auch mit Borosilkatglas.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen