Aufgabe der Wissenschaftler des Fraunhofer WKI war es, im Unterauftrag der TU Braunschweig zu untersuchen, ob die im Holzbereich erfolgreich entwickelten Hochleistungsbrandschutzbeschichtungen einen Lösungsansatz bieten können. Die Idee war, dass mittels der intumeszierenden Brandschutzbeschichtung die Erwärmung der Bauteile minimiert werden sollten. Eine langsamere Erwärmung, insbesondere in der Anfangsphase des Brandes, sollte zum Abbau der Temperaturgradienten im Randbereich des Betonquerschnitts und folglich zur Reduktion des Porendrucks und der für Abplatzungen mitverantwortlichen Eigenspannungen führen.
Die Wirkungsweise von intumeszierenden Brandschutzbeschichtungen ist grundsätzlich bekannt. Dämmschichtbildende Beschichtungen reagieren im Brandfall auf die Temperaturerhöhung der umgebenden Gasphase. Wird eine bestimmte Grenztemperatur überschritten, so bildet sich eine voluminöse kohlenstoffhaltige Schicht, die das darunter liegende Substrat isoliert und vor Wärmeeintrag schützt. Die Bildung der Dämmschicht basiert auf einer Reihe temperaturabhängiger chemischer Reaktionen. Die Brandschutzbeschichtungen bestehen in der Regel aus den Komponenten Bindemittel, Gasbildner, Kohlenstoffbildner, einem sauren Katalysator und weiteren Additiven. Intumeszierende Brandschutzbeschichtungen werden z. B. zum Schutz von Stahl- und auch zum Schutz von Holzbauteilen heran gezogen. Für Betonbauteile sind zwar grundsätzlich Systeme verfügbar, die z. B. zur Ertüchtigung des Feuerwiderstands historischer unterdimensionierter Stahlbetondecken herangezogen werden können. Diese eignen sich aber nicht zum Schutz von UHPC, da sie erst bei höheren Temperaturen reagieren.
Ausgangspunkt für die Entwicklungsarbeiten waren die im Holzbau bereits erfolgreich entwickelten Hochleistungsbrandschutzbeschichtungen. Im Rahmen der Arbeiten erfolgte zunächst ein Bindemittelscreening der kommerziell erhältlichen, für mineralische Untergründe geeigneten, Bindemittel. Der Schwerpunkt lag auf wässrigen Polymerdispersionen, die auf einem Copolymer aus Vinylacetat (VAc) und/oder Acrylat (Acr) und Vinylester der Versaticsäuren (VeoVa) basieren. Die untersuchten Bindemittel unterscheiden sich in der Polymerteilchengröße, Emulgatortyp, pH-Wert und Mindestfilmbildetemperatur. Eine intumeszierende Grundmischung wurde in das jeweilige Bindemittel eindispergiert.