Blasenbildung in Sandwichelementen

Annalena Schardt, M.Sc.

Bei der Sandwichbauweise handelt es sich um eine Leichtbauweise mit industriell gefertigten Elementen. Sie stellt insbesondere im Industriebau eine wirtschaftliche Lösung zur Verkleidung von Wand- und Dachflächen dar. Die Elemente bestehen aus zwei dünnen Deckschichten aus Stahl und einem Kern mit wärmedämmenden Eigenschaften. Als Kernmaterial werden seit einigen Jahren verstärkt Polyisocyanuratschäume (PIR) eingesetzt.

Durch ihren Einsatz als Fassadenelemente sind die Bauteile insbesondere im Sommer erheblichen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt, die im montierten Zustand zu lokalen Delaminationen und Blasenbildung führen können. Dieses Schadensbild ist in der Branche seit langem bekannt, hat aber mit der zunehmenden Verwendung von PIR-Schäumen als Kernmaterial an Bedeutung gewonnen. Obwohl sich frühere Forschungsarbeiten mit einigen Aspekten der Blasenbildung befasst haben, sind die zugrundeliegenden Ursachen noch nicht vollständig geklärt.

In einem aktuellen Forschungsprojekt wird das Phänomen der Blasenbildung in verdeckt befestigten Sandwichwandelementen und deren Einfluss auf die Tragfähigkeit untersucht. Erste Experimente zeigen, dass vorhandene Blasen in Abhängigkeit von Größe und Position zu einer siginifikanten Traglastminderung führen können. Experimentelle Untersuchungen zu den Ursachen der Blasenbildung werden unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen ebenfalls durchgeführt.

Blasenbildung an der Außenseite einer Sandwichfassade

6-Punkt-Biegeversuch eines Sandwichelements mit Blase