BeHeWaDS - Angepasster Ultra-Hochleistungsbeton für Heißwasser-Druckspeicher, Teilvorhaben: Analyse des Werkstoffverhaltens an Modellsystemen eines Ultra-Hochleistungsbetons für erhöhte Druck-/Temperaturbedingungen bis 200 °C/15 bar

Description: Die Speicherung von Wärmeenergie ist ein wichtiger Baustein für den Ausbau der erneuerbaren Energien. Die Verwendung von wassergefüllten Tanks aus Beton ist eine kosteneffiziente und einfach umzusetzende Technologie, aufgrund des Siedepunkts von Wasser ist die Energiedichte jedoch auf ca. 70 kWh/m3 begrenzt. Zur Effizienzsteigerung sollen zukünftig Druckwasserspeicher zur Anwendung kommen, die Wassertemperaturen bis 200 °C erlauben und somit einen Sättigungsdampfdruck von 15 bar aushalten müssen. Die für diesen Anwendungszweck erforderlichen Anforderungen an die Dichtigkeit und Festigkeit des Gefüges kann nur der Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) erfüllen. Im Vorhaben sollen durch systematische Versuchsreihen Grundlagen zur Phasenentwicklung bei zyklisch wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen erarbeitet werden, aus denen sich Aussagen für das langfristige Werkstoffverhalten ableiten lassen und die eine gezielte Rezepturoptimierung erlaubt. Dabei sollen auch Versuche mit Geopolymeren (z.B. alkalisch aktivierte Hüttensande, Flugaschen und Metakaolin) durchgeführt werden, die calcium- und wasserärmer sind und mit denen noch höhere Temperaturen z.B. für die Speicherung von Anfahrdampf möglich sein könnten. Auf Grundlage der optimierten Rezepturen sollen im 2. Schritt Versuchstanks erstellt werden, die unter realen Bedingungen auf ihre physikalischen und mikrostrukturellen Eigenschaften untersucht werden. Abschließend soll durch den Bau eines Demonstrators die Funktionalität eines UHPC-Tanks nachgewiesen werden.

SupportProgram

Tags: Ultrahochfester Beton ? Beton ? Calcium ? Flugasche ? Wassertemperatur ? Temperatur ? Wärme ? Warmwasser ? Tankbehälter ? Basizität ? Chemische Zusammensetzung ? Dampfdruck ? Energiespeicher ? Langzeitverhalten ? pH-Wert ? Speicherung ? Effizienzsteigerung ? Einfachtechnologie ? Siedepunkt ?

Region: Berlin

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Projektverantwortung)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Dyckerhoff (Zementhersteller) (Mitwirkung)
• FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e. V. (Mitwirkung)
• Technische Universität Berlin (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• VGB PowerTech e. V. (Mitwirkung)

Time ranges: 2018-09-01 - 2021-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: BeHeWaDS - Adapted ultra-high performance concrete for hot water pressure tanks; Subproject: Analysis of the material behaviour on model systems of an ultra-high performance concrete for increased pressure/temperature conditions up to 200 degree Celsius/15 bar
  Description: The storage of thermal energy is an important component for the expansion of renewable energies. The use of concrete water-filled tanks is a cost-effective and easy-to-implement technology, but due to the boiling point of water, the energy density is limited to about 70 kWh/m3. To increase efficiency, pressurized water tanks are to be used in the future, which allow water temperatures of up to 200 degree Celsius and thus have to withstand a saturation vapour pressure of 15 bar. Only ultra-high performance concrete (UHPC) can meet the requirements for the tightness and strength of the microstructure necessary for this application. In the project, systematic series of tests are to be carried out in order to establish the fundamentals of phase development under cyclically changing pressure and temperature conditions, from which statements for the long-term material behaviour can be derived and which allow a targeted optimisation of the recipe. In this context, experiments will also be carried out with geopolymers (e.g. alkaline-activated granulated blast furnace slag, fly ash and metakaolin) which have a lower calcium and water content and with which even higher temperatures could be possible, e.g. for the storage of start-up steam. On the basis of the optimized formulations, experimental tanks are to be created in the 2nd step, which will be investigated under real conditions for their physical and microstructural properties. Finally, the functionality of a UHPC tank will be demonstrated by building a demonstrator. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1082459

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.54

  • Title: 0.80
  • Description: 0.29
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.89
  • Spatial: RegionOther (0.25)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.