Gegenstand der Erfindung ist eine Holz-Beton-Verbunddecke, die einen Hoch- leistungsaerogelbeton umfasst, Verfahren zur Herstellung dieser Holz-Beton- Verbunddecken sowie die Verwendung von Hochleistungsaerogelbeton in Holz- Beton-Verbunddecken.

Der Ertüchtigung und Sanierung des Gebäudebestands kommt eine immer größer werdende Bedeutung zu. Schon seit einigen Jahren ist eine Schwerpunktverlagerung im Bauwesen zu beobachten, weg vom Neubau, hin zum Bauen im Bestand. Hierbei stellt sich häufig das Problem, dass bestehende Holzbalkendecken im Hinblick auf die Tragfähigkeit, die Gebrauchstauglichkeit, die Bauphysik oder den Brandschutz zu ertüchtigen sind.

Die Umnutzung von Gebäuden führt häufig zu höheren Nutzlasten, die durch die bestehende Konstruktion nicht aufgenommen werden können. Holzbalkendecken weisen überdies häufig Durchhänge auf, die einer Nutzung nach heutigen Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit unmöglich machen. Der Luft- und Trittschallschutz von Holzbalkendecken liegt ebenfalls deutlich unter dem heute geforderten Niveau. Das Schwingungsverhalten der verhältnismäßig leichten Decken genügt weiterhin nicht heutigen Ansprüchen.

Ein besonders großes Problem stellt der nicht ausreichende Brandschutz von Holzbalkendecken dar. In jüngerer Zeit hat sich als eine praktikable Lösung dieses Problems die Herstellung sogenannter Holz-Verbund-Decken etabliert. Dabei wird auf die bestehenden Holzbalkendecken eine Folie verlegt, auf die eine in der Regel 60 bis 140 Millimeter dicke Stahlbetonplatte eingebaut wird . Der Schubverbund zwischen Holzbalken und Stahl beton platte wird durch Verbundelemente wie beispielsweise Verbundschrauben, in Nuten eingelassene Streckmetall- oder Wellbleche oder ähnliches sichergestellt. Durch den auf diese Weise entstehenden Hybridquerschnitt wird sowohl die Tragfähigkeit als auch die Gebrauchstauglichkeit erhöht. Der Schallschutz wird ebenso verbessert wie das Schwingungsverhalten und der Brandschutz.

So beschreibt beispielsweise Meyer (Meyer, Bruno, "Verstärkung alter Holzbalkendecken mit Leichtbeton", Cementbulletin 1990, 58, Heft 10) die Verstärkung alter Holzbalkendecken mit Leichtbeton. Holzbalken und Aufbeton werden schubfest miteinander verbunden. Dazu kommen Verbundmittel wie Holzschrauben, Spezialschrauben oder Nägel zum Einsatz.

Eine Verbunddecke aus Holz und Leichtbeton mit Holzschrauben als Verbindungsmittel wird auch vom Bauforschungsprojekt Fraunhofer IRB "Verbunddecke Holz-Leichtbeton" (1986 - 1988, Projektnummer 88008001351) vorgeschlagen.

DE 197 02 238 AI offenbart die Verwendung von Aerogel-Partikeln, insbesondere in Form von Verbundmaterialien zur Körper- und/oder Trittschalldämmung .

Derartige Deckenkonstruktionen werden wegen ihrer positiven Eigenschaften zunehmend auch für den Neubau, hier insbesondere als Fertigelemente, eingesetzt. Im Hinblick auf das Bauen im Bestand ergeben sich jedoch beim Einsatz von Holz-Beton-Verbunddecken neue Probleme, die bislang ungelöst sind . Das zum Teil erhebliche Eigengewicht der Betonplatte zehrt einen großen Teil der erhöhten Traglast wieder auf. Lastabtragende Bauteile wie Unterzüge, Balken, Wände oder Fundamente erfahren hierdurch eine Mehrbelastung, die zusätzliche Verstärkungen erforderlich macht, oder den Einsatz dieser Bauweise möglicherweise sogar ausschließt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Stahlbeton führt zu einer erheblichen Verschlechterung des Wärmedurchgangskoeffizienten solcher Decken, was insbesondere bei Kellerdecken oder obersten Geschossdecken zusätzliche Maßnahmen wie die Anbringung von Wärmedämmung erfordert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, Holz- Beton-Verbunddecken bereitzustellen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere sollen Holz-Beton-Verbunddecken bereitgestellt werden, die sich durch ein gutes Verhältnis von Wärmeleitfähigkeit, Tragfähigkeit und Gewicht auszeichnen. Dabei sollen die Schallschutzeigenschaften gegenüber dem Stand der Technik verbessert, jedenfalls jedoch nicht verschlechtert werden.

In einer ersten Ausführungsform wird diese Aufgabenstellung gelöst durch eine Holz-Beton-Verbunddecke umfassend einen Hochleistungsaerogelbeton, wobei der Hochleistungsaerogelbeton erhältlich ist aus einer Betonmischung, die 10 bis 85 Vol.-%/m ³ Aerogelgranulat mit einer Korngröße im Bereich von 0,01 bis 4 mm,

100 bis 900 kg/m ³ anorganisches hydraulisches Bindemittel,

10 bis 40 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel wenigstens einer Kieselgel-Suspension,

1 bis 5 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel wenigstens eines Fließmittels,

0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittelgehalt wenigstens eines Stabilisierers sowie

0 bis 60 Vol.-%/m ³ wenigstens eines Leichtzuschlages, beispielsweise Leichtsande, Blähton und/oder Blähglas

enthält.

Insbesondere kann die Betonmischung 10 bis 75 Vol-%/m ³ des Aerogelgranu- lats, 200 bis 900 kg/m ³ des anorganischen hydraulischen Bindemittels, 20 bis 40 Gew-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel der wenigstens einen Kieselgel-Suspension, 2 bis 5 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel des wenigstens einen Fließmittels und/oder 10 bis 60 Vol-%/m ³ des wenigstens einen Leichtzuschlags aufweisen.

Der in der Holz-Beton-Verbunddecke enthaltene Hochleistungsaerogelbeton zeichnet sich durch ein äußerst günstiges Verhältnis zwischen Rohdichte und Druckfestigkeit, Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit sowie durch hervorragende Schallschutzeigenschaften aus. Überdies ist er vollständig anorganisch und somit nicht brennbar und nicht toxisch oder kanzerogen. Der Hochleistungsaerogelbeton weist nur rund 30 bis 50% der Rohdichte von Stahlbeton auf und ermöglicht somit auch den Einsatz von Holz-Beton-Verbunddecken in gewichtssensiblen Bereichen. Da die Schall- und Brandschutzeigenschaften diejenigen von Normalbeton bei weitem übertreffen, können die Stahlbetonplatten bei dem Einsatz von Hochleistungsaerogelbeton in den erfindungsgemäßen Holz-Beton- Verbunddecken dünner ausgeführt werden als entsprechende Stahlbetonplatten in Holz-Beton-Verbunddecken aus dem Stand der Technik, was eine weitere Gewichtsreduktion zur Folge hat. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt im Vergleich zu Normalbeton nur etwa ein Zehntel, sodass durch den Einsatz von Hochleistungsaerogelbeton ohne weitere Maßnahmen zugleich auch eine energetische Sanierung erfolgt.

Darüber hinaus führen die hervorragenden schalldämmenden Eigenschaften des Hochleistungsaerogelbetons gegenüber dem Stand der Technik zu einer Verbesserung der Schallschutzeigenschaften.

Die Holz-Beton-Verbunddecke umfasst Hochleistungsaerogelbeton, der auf Grundlage der Mischungszusammensetzungen für Hochleistungsbeton (HPC), Ultrahochleistungsbeton (UHPC) und Leichtbeton (LC) erhältlich ist. Der Aero- gelbeton weist außerordentliche Wärmedämmeigenschaften und eine mit Normalbeton vergleichbare Druckfestigkeit auf. Die hervorragenden Wärmedämmeigenschaften werden durch die Verwendung von Aerogelgranulat insbesondere in einer Menge von 10 Vol. % bis 75 Vol. %/m ³ , insbesondere 60 bis 65 Vol. %/m ³ erreicht. Die Korngröße des Aerogels beträgt 0,01 bis 4 mm, insbesondere 1 bis 4 mm. Diese Korngröße kann durch einfaches Sieben erhalten werden. Hierbei werden Feinbestandteile, insbesondere Staub entfernt. Die Anwesenheit dieser Feinbestandteile führt zu einer Verschlechterung der Druckfestigkeitswerte.

Das hydraulische Bindemittel ist vorzugsweise in einem Anteil von 500 bis 550 kg/m ³ in der Betonmischung für den Hochleistungsaerogelbeton der erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecke enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das hydraulische Bindemittel Zement, insbesondere Portlandzement.

Die Kieselgel-Suspension der Betonmischung umfasst vorzugsweise 1 bis 60 Vol.-% Wirksubstanz (Feststoffgehalt). Besonders bevorzugt umfasst die Kieselgel-Suspension 50 Vol.-% Wirksubstanz (Feststoffgehalt).

Die Betonmischung weist vorzugsweise einen w/z-Wert von 0,20 bis 0,60, besonders bevorzugt einen w/z-Wert von 0,28 bis 0,35, auf.

Die Zusammenstellung der einzelnen Komponenten des Aerogelbetons erfolgt unter Berücksichtigung der bekannten Mischungszusammensetzungen für HPC, UHPC und LC. Die untersuchten Komponenten sind nachstehend aufgeführt:

• Portlandzement,

• Mikrosilika (Staub und Suspension),

• Verschiedene übliche Zuschläge,

• Quarzsand,

• Betonverflüssiger,

• Stabilisierer,

• Aerogelgranulat,

• Wasser, • Leichtzuschläge (beispielsweise Leichtsande, Blähton, Blähglas).

Die aus diesen Komponenten hergestellten und untersuchten Mischungen werden nachfolgend beschrieben :

Erfindungsgemäß wurde der Einfluss der oben aufgeführten Komponenten untersucht. Dazu wurden 25 Mischungen (prismatische Probekörper) mit dem Ziel einer Druckfestigkeitserhöhung hergestellt. Die Konzentrationen der Additive, des Betonverflüssigers, des Mikrosilika und des Portlandzements wurden hierzu variiert. Danach wurden die besten Mischungen weiter optimiert. Hierfür wurden Würfelprobekörper mit 15 cm Kantenlänge entsprechend der deutschen Normung (EN 12390-3 : 2009-7 Testing hardened concrete - Part 3 : Compressive strength of test specimens. Berlin : Beuth Verlag; 2009) untersucht. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diese optimierten Mischungen M l bis M 13.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Entwicklung der Druckfestigkeit von Aero- gelbeton ist die Art der Lagerung . Im Rahmen der Untersuchungen wurden drei verschiedene Lagerungsarten berücksichtigt: Trockenlagerung bei einer Umgebungstemperatur von 20°C ± 2°C, gemischte Lagerung nach EN 12390-2 (EN 12390-2 Ber 1 : 2012-02 Testing hardened concrete - Part 2 : Making and curing specimens for strength tests. Annex NA. Berlin : Beuth Verlag; 2012) für sechs Tage unter Wasser bei einer Wassertemperatur von 20°C ± 2°C und die darauffolgenden 12 Tage an der Luft bei einer Umgebungstemperatur von 20°C ± 2°C. In Schachinger, I. Untersuchungen an Hochleistungs-Feinkorn-Beton. 38. DAfStb-Forschungskolloquium. TU München; 2000 p. 55-66 wird über positive Einflüsse einer Wärmebehandlung auf die Druckfestigkeit von HPC berichtet. Daher wurden auch Probewürfel mit einem Betonalter von 24 h für 24h im Trockenschrank wärmebehandelt. Alle Würfel wurden im Betonalter von 24h ausgeschalt, bevor sie unter den drei genannten verschiedenen Lagerungsbedingungen gelagert wurden. Für jede Mischung und jede Lagerungsart waren jeweils drei Probekörper erforderlich. Zudem wurde die Druckfestigkeit wie oben aufgeführt jeweils im Betonalter von sieben und 28 Tagen bestimmt. Daher wurden für jede Mischung insgesamt 18 Probekörper hergestellt.

Um den Einfluss der Wärmebehandlung und die Hydratationswärme des Aero- gelbetons zu bestimmen, wurde die Temperatur während des Hydratationsprozesses durch einen im Kern der Probewürfel einbetonierten Temperatursensor gemessen. Für jede Mischung wurden entsprechend der drei Lagerungsarten drei Temperaturmessungen durchgeführt (Fig . l). Fig. 1 zeigt die Temperaturkurven für die Mischung M IO. Während der ersten Stunden konnte ein signifikanter Anstieg der Kerntemperaturen beobachtet werden. Nach fünf bis acht Stunden wurde die maximale Temperatur erreicht. Die hohe Kerntemperatur ergab sich aus dem hohen Zementgehalt und der Zugabe von Silikastaub (siehe auch Held M . Hochfester Konstruktions-Leichtbeton. Beton 1996;7 :411 bis 415). Die drei Temperaturkurven fallen nicht so stark ab wie sie ansteigen. Unabhängig von der Höchsttemperatur war die Kerntemperatur für die Mischungen M l bis M 13 nach 26h zwischen 20°C und 25°C. Während dieser Zeitspanne wurde die Luft- beziehungsweise Wassertemperatur zwischen 20°C und 25°C gehalten. Daher ist davon auszugehen, dass der Hydratationsprozess nach 26h abgeschlossen war.

Die Wärmebehandlung der Probewürfel ist ebenfalls in Fig . 1 dargestellt. Der Trockenschrank wies eine Umgebungstemperatur zwischen 84°C und 93°C auf. Die Kerntemperatur der Betonwürfel erreichte einen Höchstwert von 80°C und hängt im Wesentlichen vom hohen Zementanteil und dem Silikaanteil ab. Der Einfluss der gewählten Wärmebehandlung auf die Druckfestigkeit ist gering .

Die Ergebnisse der Druckfestigkeitsuntersuchungen und die zugehörigen Rohdichten sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 : Druckfestigkeiten ( f _C m,cube,i5o) der optimierten Mischungen nach 28 Tagen (7 Tagen)

Mischung M8 M5 M7 M l M IO M9 M6 M 12 M2 M l l M3 M4 M 13

Trockenroh730 750 810 850 860 880 940 1010 1015 1050 1070 1130 1170 dichte p [kg/m ³ ]

Trockenlagerung : f 3,1 6,2 7,9 7,4 8,9 9,9 9,8 13,0 11,5 15,3 13,8 17,1 21,1 [MPa]

Wärmebehandlung : f 3,0 6,6 7,2 7,8 10,0 9,5 9,2 12,0 12,7 16,3 12,8 12,7 23,6 [MPa]

Gemischte Lagerung : f 3,7 7,3 7,9 8,4 9,3 9,2 10,1 11,7 13,9 16,5 12,7 15,8 23,1 [MPa]

Gemischte Lagerung : 3,7 5,6 7,4 8,1 8,9 6,6 7,7 11,6 10,3 14,5 10,9 16,2 19,2 [MPa]

Die meisten Mischungen erzielten die höchste Druckfestigkeit bei gemischter Lagerung. Die frühe Wärmebehandlung führte nicht zu signifikant höheren Druckfestigkeiten. Im Hinblick auf die Druckfestigkeiten nach sieben und 28 Tagen konnte kein eindeutiger Trend beobachtet werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der im Rahmen der Untersuchungen festgestellt wurde, ist der Zusammenhang zwischen Rohdichte und Druckfestigkeit. In Fig.

2 ist die Druckfestigkeit der 13 Mischungen mit gemischter Lagerung in Abhängigkeit von der Rohdichte aufgetragen. Hierzu wurde eine lineare Regressionsanalyse durchgeführt. Der Determinationskoeffizient wurde zu 0,93 errechnet, was eine hohe Korrelation zwischen Rohdichte und Druckfestigkeit zeigt. Nach Gibson L.J., Ashby M. F. Cellular solids. Cambridge University Press. 2nd Edition.

Cambridge; 1997; p. 213 kann die Druckfestigkeit poröser Körper als Funktion der Rohdichte berechnet werden. Hier wurden für po und o _c P die Werte des verwendeten Portlandzements eingesetzt. a _cr = o,2 - ai - {p / _Po f ^{, 2)} Gleichung (1) Unter Berücksichtigung der Untersuchungen an Aerogeibeton aus Ratke (loc. cit.) sollte der Exponent 3/2 in dieser Gleichung durch % ersetzt werden. Beide Funktionen sind in Fig . 2 dargestellt. In den experimentellen Untersuchungen des Instituts für Massivbau (IfM) erreichten die meisten optimierten Mischungen höhere Druckfestigkeiten als aufgrund von Gl. (1) nach Ratke (loc. cit.) und Gao et al. (loc. cit) zu erwarten war. Fig. 3 zeigt die Druckfestigkeit von 13 Mischungen in einem Betonalter von 28 Tagen im Verhältnis zur Rohdichte.

Die Wärmeleitfähigkeit einiger Mischungen (M5, M8 bis M 13) wurde mit dem Messverfahren Transient Hot Bridge (THB) bestimmt. Die Ergebnisse des IfM und von Gao et al . (loc. cit) sind in Fig. 3 dargestellt. Eine Korrelation zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit ist deutlich erkennbar. In beiden Untersuchungen steigt die Wärmeleitfähigkeit mit größer werdender Druckfestigkeit (und Rohdichte) an. Die Versuchsergebnisse aus Gao et al . (loc. cit.) liegen zwischen 8 MPa und 62 MPa mit zugehörigen Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,26 W/(m- K) und 1,9 W/(m- K), während die erfindungsgemäß ermittelten Druckfestigkeiten und Wärmeleitfähigkeiten zwischen 6 MPa und 25 MPa beziehungsweise 0,17 W/(m- K) und 0,26 W/(m-K) liegen. Das heißt für den Hoch- leistungsaerogelbeton der erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecken wurden bei vergleichbaren Druckfestigkeiten kleinere Werte für die Wärmeleitfähigkeit und somit bessere Wärmedämmeigenschaften festgestellt. Fig . 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit.

Auf Grundlage der bekannten Rezepturen für HPC, UHPC und LC können erfindungsgemäß Holz-Beton-Verbunddecken mit einem Aerogeibeton mit einer Druckfestigkeitssteigerung unter Beibehaltung guter Wärmedämmeigenschaften erhalten.

Die Druckfestigkeit korrelierte mit der Rohdichte und erreichte Werte bis zu 25,0 MPa. Im Hinblick auf die Druckfestigkeiten nach sieben und 28 Tagen konnte kein eindeutiger Trend beobachtet werden. Die Wärmeleitfähigkeiten wurden zu 0,16 ^ λ < 0,26 W/(m- K) bestimmt, was mit guten Wärmedämmeigenschaften gleichzusetzen ist. Die beste Mischung erreichte eine Druckfestigkeit von 10 MPa mit einer zugehörigen Rohdichte von 860 kg/m ³ und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,17 W/(m- K).

Erfindungsgemäß umfasst die Holz-Beton-Verbunddecke Verbundelemente aus Holz sowie Verbundelemente aus Hochleistungsaerogelbeton. Die Verbundelemente aus Holz können beispielsweise eine konventionelle Holzbalkendecke umfassen. Eine solche Holzbalkendecke umfasst tragende Elemente aus Holz in Form von gesägten oder behauenen (Decken-)Balken, die auf den Wänden aufliegen. Den oberen Abschluss kann ein Dielenboden aus quer zu den Balken befestigten Brettern bilden. Der Hochleistungsaerogelbeton kann in einer bevorzugten Ausführungsform auf dem Dielenbogen aufliegen. Dabei kann zwischen dem Dielenboden und der Schicht aus Hochleistungsaerogelbeton auch beispielsweise eine Folie verlegt sein. Die Schicht aus Hochleistungsaerogelbeton hat vorzugsweise eine Dicke von 60 bis 300 Millimetern, insbesondere eine Dicke von 60 bis 200 Millimetern, ganz besonders bevorzugt von 140 Millimetern. Dabei kann der Hochleistungsaerogelbeton auch eine Bewehrung beispielsweise aus Stahl umfassen.

In einer alternativen Ausführungsform können die hölzernen Verbundelemente auch Holzbalken umfassen, mit denen der Aerogelbeton direkt verbunden ist. Auf den Dielenboden in Form von Holzbrettern kann beispielsweise verzichtet werden.

Bevorzugt sind die Verbundelemente aus Holz mit den Verbundelementen aus Aerogelbeton kraftschlüssig verbunden. Die kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise mithilfe von Verbundmitteln erreicht werden. Hier können sämtliche konventionellen und aus dem Stand der Technik bekannten Verbundmittel, insbesondere solche, die für konventionelle Holz-Verbunddeckung geeignet sind, eingesetzt werden. Die Verbundmittel können beispielsweise Dübel, Schrauben, Kleber, in Nuten eingelassene Streckmetall-, Loch- oder Wellbleche, Nägel und/oder Kerven beziehungsweise Nuten umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein (siehe Fig . 4 bis Fig. 7).

Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Verbindung der hölzernen Verbundelemente mit den Verbundelementen aus Aerogelbeton mithilfe von stiftförmigen Verbindungsmitteln, beispielsweise Spezialschrauben.

Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Verbindung der hölzernen Verbundelemente mit den Verbundelementen aus Aerogelbeton mithilfe von Lochblechen.

Fig. 6 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf die Verbindung mit Lochblechen, die in Fig . 5 dargestellt ist.

Fig. 7 zeigt beispielhaft eine Verbindung der Verbundelemente mithilfe von Nu- ten/Kerven.

Die Verbundmittel können beispielsweise aus metallischen Materialien und/oder Holz gefertigt sein. In einer alternativen Ausführungsform können Verbunddübel aus Beton, insbesondere aus Ultrahochleistungsbeton, zum Einsatz kommen. Die Verbunddübel aus Beton können in der zuvor beschriebenen Form zum Einsatz kommen. Insbesondere können Nuten oder Kerven aus Beton eingesetzt werden.

Der in den erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecken umfasste Hochleis- tungsaerogel lässt sich beispielsweise unter Verwendung der oben beschriebenen Mischung mit Wasser herstellen. Hierbei ist von besonderer Bedeutung, zunächst die bei Raumtemperatur festen Bestandteile miteinander zu mischen, bevor die bei Raumtemperatur flüssigen Bestandteile, insbesondere Wasser- Fließmittel- beziehungsweise Wasser-Silika-Gemisch und gegebenenfalls Wasser, hinzugegeben werden.

Besonders niedrige w/z-Werte und damit verbunden hohe Druckfestigkeiten werden erhalten, wenn man das Zugabewasser vor der Vermischung mit den festen Bestandteilen kühlt, insbesondere auf eine Temperatur von weniger als 10°C, besonders bevorzugt auf weniger als 5°C.

Kieselgel-Suspensionen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im Handel erhältlich und umfassen insbesondere ein sehr reaktives, amorphes Mikrosilica- Wasser-Gemisch mit hoher spezifischer Oberfläche, beispielsweise MC Centrilit Fume SX: Blaine-Wert 20000, das heißt 4 bis 5 Mal größer als Zement / Bindemittel. Mischverhältnis 1 : 1 (bezogen auf das Volumen).

Fließmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im Handel erhältlich und umfassen insbesondere im Handel erhältliche Polycarboxylate, beispielsweise Powerflow 3100 : Polycarboxylatether mit 30 Gew. % Feststoffgehalt, hoher Ladungsdichte und kurzen Seitenketten.

Stabilisierer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im Handel erhältlich und umfassen insbesondere im Handel erhältliche organische Polymere, beispielsweise MC Stabi 520, Wasser aufsaugende und Wasser einlagernde Cellulose.

Neben den oben genannten Bestandteilen der Aerogelbetonmischung können die Mischungen auch weitere übliche Betonzusatzmittel und Betonzusatzstoffe enthalten.

Betonzusatzmittel sind in den Europäischen Normen EN 934„Zusatzmittel für Beton, Mörtel und Einpressmörter die in allen CEN-Mitgliedsländern verbindlich gelten, definiert. Der Teil 2 der EN 934 enthält die Definitionen und Anforderungen an Betonzusatzmittel : „Ein Stoff, der während des Mischvorgangs des Betons in einer Menge hinzugefügt wird, die einen Masseanteil von

5 % des Zementanteils im Beton nicht übersteigt, um die

Eigenschaften der Betonmischung im frischen/ und/oder

erhärteten Zustand zu verändern."

Die EN 934-2 enthält Definitionen und Anforderungen für folgende einzelne Wirkungsgruppen :

• Betonverflüssiger,

• Fließmittel,

• Stabilisierer,

• Luftporenbildner,

• Beschleuniger: Erstarrungsbeschleuniger und Erhärtungsbeschleuniger,

• Verzögerer und

• Dichtungsmittel.

Sand (p > 1400 kg/m ³ ) ist im Allgemeinen nicht erforderlich, da dieser durch Aerogelgranulat ersetzt wird.

Die Tragfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit der erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecken umfassend Hochleistungsaerogelbeton können weiter optimiert werden, indem der Baustoff Hochleistungsaerogelbeton gradiert oder abgestuft eingesetzt wird .

Aerogelbetone trocknen innerhalb weniger Tage und zeigen nach Aushärtung nur ein geringes Wasseraufnahmevermögen. Aerogele sind nicht toxisch, nicht kanzerogen und wurden vom Umweltbundesamt der Bundesrepublik Deutschland als "weitgehend ungefährliches Material" eingeordnet. Aerogelbeton ist ein hervorragender Brandschutzwerkstoff und weist eine hohe Schallabsorption auf.

Die erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbunddecke weist damit auch den Vorteil auf, dass er die Ausbreitung eines Brandes stärker verzögert als Holz-Beton- Verbunddecken aus dem Stand der Technik. So leitet der Hochleistungsaerogelbeton die von einer Brandquelle ausgehende Wärme deutlich schlechter als herkömmlicher Stahlbeton und vergrößert so die Zeitspanne bis zur Entzündung der hölzernen Verbundelemente. Ein besonders vorteilhaftes Brandverhalten ergibt sich, wenn die Verbundelemente aus Holz vollständig von den Verbundelementen aus Hochleistungsaerogelbeton umgeben sind.

In den erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecken kann die bislang verwendete Bewehrung aus Betonstahl auch beispielsweise durch eine Bewehrung aus glasfaserverstärktem Kunststoff ersetzt werden. Diese Bewehrung ist im Handel erhältlich, wird bislang aber ausschließlich in Normal- oder konventionellem Leichtbeton eingesetzt. Untersuchungen des Verbundverhaltens zwischen Hochleistungsaerogelbeton und GFK-Bewehrung haben gezeigt, dass die Verbundspannungen mit bis zu fb = 3 MPa erheblich über den bislang für Aero- gelbeton mit Betonstahlbewehrung ermittelten Werten und überdies im Wertebereich von konventionellem Stahlbeton liegen. Der Hochleistungsaerogelbeton, der in den erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecken enthalten ist, ermöglicht somit die Herstellung GFK-bewehrter Aerogelbetonbauteile. Überdies ist GFK-Bewehrung mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 6 x 10 ^"6 1/K deutlich besser für den Einsatz in Aerogelbeton geeignet als Betonstahl. Da Aerogelbetonbauteile fast ausschließlich in Bereichen eingesetzt wird, in denen hohe Anforderungen an den Wärmeschutz gestellt werden, erweist sich der Einsatz von GFK-Bewehrung auch in dieser Hinsicht als besonders vorteilhaft: Die Wärmeleitfähigkeit von GFK liegt mit 0,7 W/(m- K) um den Faktor 85 unter der Wärmeleitfähigkeit von Betonstahl . Da GFK-Bewehrung, anders als Betonstahl, keine Ansprüche an ein alkalisches Milieu stellt, sind kleinere Betondeckungen und damit eine bessere Querschnittsausnutzung möglich.

Der Hochleistungsaerogelbeton weist ein deutlich günstigeres Verhältnis zwischen Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit auf (λ < 0,26 W/(m- K) bei einer mittleren Druckfestigkeit von f _c = 25 MPa). In einer weiteren Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Aufgabenstellung gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Holz-Beton-Verbunddecke, wobei die Aerogeibetonmischung auf die Holzdecke vor Ort vergossen wird, der Beton mit der Holzdecke kraftschlüssig verbunden wird, gegebenenfalls Verbundmittel eingebracht werden und der Beton anschließend ausgehärtet wird . Vorzugsweise wird die Betonmischung hergestellt, indem man zunächst alle bei Raumtemperatur festen Bestandteile vermischt, bevor die bei Raumtemperatur flüssigen Bestandteile, insbesondere Wasser- Fließmittel beziehungsweise Was- ser-Silika-Gemisch und gegebenenfalls Wasser, hinzu gegeben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kühlt man bei der Herstellung der Aerogeibetonmischung das Zugabewasser vor dem Vermischen auf eine Temperatur von weniger als 10°C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur von weniger als 5°.

In einer weiteren Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Aufgabenstellung gelöst durch die Verwendung eines Hochleistungsaerogelbetons als Verbundelement in einer Holz-Beton-Verbunddecke.

Bevorzugt wird ein Hochleistungsaerogelbeton verwendet, der erhältlich ist aus einer Betonmischung, die

10 bis 85 Vol.-%/m ³ Aerogelgranulat mit einer Korngröße im Bereich von 0,01 bis 4 mm,

100 bis 900 kg/m ³ anorganisches hydraulisches Bindemittel,

10 bis 40 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel wenigstens einer Kieselgel-Suspension,

1 bis 5 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel wenigstens eines Fließmittels,

0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf den Gehalt an Bindemittel wenigstens eines Stabilisierers und 0 bis 60 Vol.-%/m ³ wenigstens eines Leichtzuschlages,

enthält.

Die Verwendung eines solchen Hochleistungsaerogelbeton in einer Holz-Beton- Verbunddecke führt zu den vorgenannten Vorteilen gegenüber den Holz-Beton- Verbunddecken aus dem Stand der Technik.