V2.7 Erstellung von Gesamtkonzepten für die nachträgliche Bauteilverstärkung mit Carbonbeton

Foto: TU Dresden, IMB - Ulrich van Stipriaan | Textilbetonverstärkung einer Hyparschale in Schweinfurt

Dass der Bauteilwiderstand durch eine nachträglich applizierte Textilbetonschicht erhöht werden kann, haben viele Forschungsprojekte bereits gezeigt. Dabei wurden unter anderem Platten, Plattenbalken und Stützen verstärkt. Bei diesen Versuchen wurde deutlich der Biege-, Querkraft-, Normalkraft- und Torsionswiderstand erhöht. Aufbauend darauf wurden Berechnungswerkzeuge bereitgestellt, um den erhöhten Bauteilwiderstand sicher zu prognostizieren, und Anwendungsgrenzen definiert.

Problemstellung
Der Großteil der bisherigen Arbeiten ist der Grundlagenforschung zuzuordnen. In den vergangenen Jahren kam es zu einer stetigen Weiterentwicklung der Textilbewehrung, wobei sich die heutigen Materialeigenschaften im Vergleich zu den damaligen Versuchen deutlich unterscheiden. Im Hinblick auf die Überführung in die Baupraxis müssen nun folgende Themenkomplexe erneut behandelt werden:

  1. Welche theoretischen Vorarbeiten konnten damals noch nicht geleistet werden und stehen noch aus?
  2. Welche baupraktischen Sachverhalte müssen festgeschrieben werden?

Zum ersten Themenkomplex gehören bspw. Fragen zur Übertragbarkeit früherer Forschungsergebnisse auf die neueren Materialien und die Klärung des Einflusses kombinierter und über lange Zeit einwirkender Belastungen. Vorhandene Modellvorstellungen müssen eventuell überarbeitet und in Teilen ergänzt werden. Bisher nicht betrachtete Detailpunkte müssen untersucht und konstruktive Vorgaben müssen gemacht werden. Der zweite Themenkomplex widmet sich der Übertragbarkeit der Tests unter Laborbedingungen auf die Baupraxis. Hier sollen bspw. Fragen zur Einstellung der Rautiefe beantwortet werden – zur nötigen Genauigkeit oder auch zur baustellengerechten Messung der Rautiefe über Kopf. Es wird betrachtet, ob im Vergleich zum Labor alternative Arbeitsschritte notwendig sind, wie mit unvorhergesehenen Zwangspausen bei Verstärkungsarbeiten umgegangen werden muss und welche Nachbehandlungsmaßnahmen auszuführen sind. Erste Anhaltspunkte für eine Richtlinie bieten die abZ für Textilbeton – Z 31.10-182 (Juni 2016-2021) und die TUDALIT®-Planermappe.

Angestrebte Ergebnisse
Ziel ist die Erstellung einer baupraktisch anwendbaren Richtlinie für typische Verstärkungsmaßnahmen im Hochbau mit Carbonbeton. Die Richtlinie wird die Anforderungen an die Materialien, Bemessungskonzepte, Hinweise zu konstruktiven Details und baupraktische Vorgaben enthalten. Zu Beginn wird eine Übersicht über vorhandene Konzepte der bauteilspezifischen Verstärkung mit Carbonbeton zusammengestellt. Der daraus entstehende Formelapparat wird praxisorientiert aufgearbeitet und es werden Defizite aufgezeigt. Darauf aufbauend wird ein Versuchsplan erarbeitet, um mit den durchzuführenden Experimenten alle Unsicherheiten bzw. Lücken in den Bemessungskonzepten schließen zu können. Es wird auch überprüft, ob die vorgebebenen Arbeitsanweisungen bspw. für die Versuchskörperpräparation von Baufirmen in der Praxis umgesetzt werden können oder ob sich hier Probleme ergeben. Zudem werden die Grundzüge einer Richtlinie für die Verstärkung von Brücken mit Carbonbeton erarbeitet.

Lösungsweg
Mit diesem Vorhaben soll ein weiterer Schritt für die baupraktische Akzeptanz von Carbonbeton erreicht werden. Um diese hochgesteckten Ergebnisse zu erzielen, sind starke und erfahrene Unternehmen aus der Baubranche, die auf dem Gebiet der Instandsetzung Spezialisten sind, als Partner involviert. Diese Firmen wissen genau, welche Querschnitte in der Regel am meisten verstärkt werden müssen und können aus ihrem Erfahrungsschatz auf relevante Randbedingungen hinweisen, die so in Laborversuchen noch nicht berücksichtigt wurden bzw. zu beachten waren. Weiterhin soll durch die enge Zusammenarbeit mit den wirtschaftsnahen Vertretern und dem DIBt garantiert werden, dass die aufgestellten Richtlinien ihren Zweck der praxisorientierten Anwendung erfüllen. Mit dieser Herangehensweise und vor allem mit der ständigen Rückkopplung der Unternehmen aus der Baubranche möchten wir einen Grundstein für die erfolgreiche Umsetzung dieses Vorhabens legen. Wenn Sie als außenstehende Firma aus dem Fachbereich Instandsetzung Fragen oder Anregungen haben, können Sie uns diese gerne mitteilen.

Umfangreichere Informationen zu den aktuellen Entwicklungen – die nicht der Geheimhaltung unterliegen – erhalten Sie von:

Verbundkoordinator:
TU Dresden, Institut für Massivbau

Vorhabenleiter:
Prof. Manfred Curbach

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Egbert Müller
Telefon: +49 351 / 463 37305
E-Mail: email hidden; JavaScript is required

Beteiligte C³-Partner:
FTA Forschungsgesellschaft für Textiltechnik Albstadt mbH
Ingenieurbüro Grassl GmbH
RWTH Aachen Massivbau
TU Dresden – IMB
TORKRET GmbH
Hörnig Bauwerkssanierung GmbH
G. Quadflieg GmbH

Laufzeit: 01.05.2017 –  30.04.2020 | Status: in Bearbeitung