Langzeittragfähigkeit von Glas/PTFE-Geweben unter Berücksichtigung von Fertigungs- und Montageeinflüssen beim Einsatz im Bauwesen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Natalie Stranghöner
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 557719891

Membrantragwerke aus beschichteten Gewebemembranen werden in der textilen Architektur häufig aus Polytetrafluorethylen(PTFE)-beschichtete Glasfasergeweben (kurz: Glas/PTFE-Gewebe) hergestellt, da die beidseitig aufgetragene PTFE-Beschichtung antiadhäsiv und damit vorbeugend gegen Ablagerungen wirkt sowie diese Gewebe ein günstiges Brandverhalten aufweisen. Nachteilig wirkt sich allerdings die Knickempfindlichkeit des Glas-Gewebes und die Empfindlichkeit der Glasfilamente gegenüber Feuchtigkeit auf das Langzeittragverhalten aus. Bei Beschichtungsbrüchen kann Feuchtigkeit in das Glas-Gewebe eindringen, auf das die Glasfilamente mit Festigkeitsabminderungen reagieren. Ein weiteres Risiko stellt die Verarbeitung bei tiefen Temperaturen dar, da die Steifigkeit des Glas/PTFE-Gewebes bei tiefen Temperaturen zunimmt, was ein fehlerfreies Spannen der Glas/PTFE-Gewebe während der Montage erschwert, wodurch Knicke und/oder zunächst unerkannte Anrisse zu Beginn der Nutzungsdauer eingebracht werden können, die erst im Laufe des Betriebs zu größeren Rissen und einem frühzeitigen Austauschs des Gewebes führen können. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, das monoaxiale Langzeittragverhalten von im Bauwesen eingesetzten typischen Glas/PTFE-Geweben (vollflächiges Glas/PTFE-Gewebe sowie offenes und laminiertes Glas/PTFE-Gittergewebe) unter Berücksichtigung von herstellungs- und montagebedingten Vorschädigungen in Form von Knicken/Faltelungen unter Feuchtigkeitseinfuss und Wechselbeanspruchung infolge von Wind zu analysieren und zu charakterisieren. Hierzu sind analytische Konzepte zur Beschreibung und Erfassung des Langzeittragverhaltens zu entwickeln. Zusätzlich soll die Resttragfähigkeit unter hohen (ca. 70°C) und tiefen Temperaturen (ca. -25°C) nach Vorschädigung und Langzeitbeanspruchung untersucht werden. Im Rahmen des Vorhabens sollen ferner Modifikationsfaktoren zur rechnerischen Erfassung von Festigkeitsreduktionen infolge von Langzeitbeanspruchung unter Berücksichtigung von Vorschädigungen in Form von Knicken/Faltelungen erarbeitet sowie Toleranzvorgaben definiert werden, die für die Bemessung und Abnahme im Rahmen der Bauüberwachung während der Konfektionierung/Herstellung und Montage an zu entwickelnden Herstelltoleranzklassen gekoppelt werden. In Phase I dieses Vorhabens werden Glas/PTFE-Gewebe als Grundmaterial unter künstlicher Bewitterung untersucht; in Phase II sollen der Einfluss der Schweißung auf die Langzeittragfähigkeit der Glas/PTFE-Gewebe untersucht und eine Korrelation der künstlichen Bewitterung zur Freibewitterung zum Einsatz im deutschen Raum hergeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen