Functionalisatie van de ontwikkeling van basaltvezels met textielversterkte cementen (TRC)

De huidige regelgeving dwingt de bouwsector om te voldoen aan de ambitieuze wereldwijde doelstellingen van een duurzame samenleving, zoals energiebesparing, minder CO2-uitstoot en minder gebruik van hulpbronnen, en efficiënt bouwen. Hoogwaardige bouwmaterialen en systemen die mechanische en thermische eigenschappen combineren, kunnen aan deze behoefte voldoen. Op mechanisch niveau hebben met textiel versterkte cementen (TRC's) hun hoge concurrentievermogen getoond om materiaalgebruik en gewicht te verminderen in vergelijking met traditionele bouwmaterialen zoals met staal gewapend beton. Om aan de thermische eisen te voldoen, is aerogel een veelbelovend isolatiemateriaal. In vergelijking met traditionele isolatiematerialen (zoals PUR/PIR of EPS) is het een onbrandbaar, ultra-isolerend en ultralicht materiaal, dat de thermische isolatie en slankheid van bouwelementen aanzienlijk kan verbeteren. Hoewel aerogel is onderzocht als een puur isolatiemateriaal of in de vorm van een pleister, is het potentieel ervan in structurele elementen echter nog niet benut. Het doel van dit onderzoek is om een meerschalige integratie van aerogel in constructie-elementen te onderzoeken, waarbij toepassingen worden overwogen waarbij de vereisten van ultraperformante materialen (thermisch en mechanisch) opwegen tegen de hogere materiaalkosten. De meerschalige integratie zal op drie niveaus plaatsvinden; op microschaal zullen aerogelgranulaten worden toegevoegd aan cementmengsels om thermisch isolerende mortels te verkrijgen met de gewenste mechanische capaciteit. Op mesoschaal zullen de aerogelmortels worden gecombineerd met textielversterking om buigprestaties te bereiken. Ten slotte zullen op macroschaal meerlagige structurele elementen worden onderzocht die aerogels en TRC's combineren. Om de structurele integriteit bij verhoogde temperaturen te verzekeren, zullen basaltvezels (als alternatief voor glasvezels) worden onderzocht, geweven in nieuw en zeer efficiënt 3D-textiel. Alle onderzochte ontwikkelingen worden gebenchmarkt met bestaande materialen en elementen. Om in te spelen op de huidige trends in de bouw, wil dit project meerlagige structurele elementen ontwikkelen die aerogels en TRC's combineren. Terwijl in de literatuur de nadruk ligt op het bereiken van optimale thermische eigenschappen, is de belangrijkste focus van het huidige project het ontwikkelen van structurele elementen met een voldoende hoge mechanische prestatie en uitgebalanceerde thermische en brandwerende eigenschappen door TRC's en aerogels te combineren. De meer specifieke doelstellingen van het project zijn: A. Onderzoek naar de functionalisering van aerogelgranulaat en basaltvezeloppervlakken voor een optimale integratie in de cementgebonden matrix. B. Onderzoek naar de incorporatie van aerogelgranulaten in cementgebonden matrices, met het oog op een evenwicht tussen thermische isolatie-eigenschappen en mechanische capaciteit. C. Onderzoek de versterking van aerocementen met nieuw 3D-basalttextiel, rekening houdend met de kennis die is verkregen in de vorige onderzoeksdoelstellingen. D. Onderzoek de integratie van aerogels binnen TRC's naar de ontwikkeling van meerlaagse sandwichpanelen.