Bauteilverstärkung mit CFK-Werkstoffen

Umplanung und Umnutzung, Schäden sowie gestiegene Anforderungen an Bauwerke machen vielfach eine nachträgliche Verstärkung bzw. Traglasterhöhung von Bauwerksteilen oder Gesamttragwerken erforderlich.

Dazu stehen heutzutage unterschiedliche Verstärkungsmaßnahmen bereit. In jüngster Zeit gewinnt die Bauteilverstärkung mit geklebter Bewehrung aus CFK-Werkstoffen (Carbon-Faserverstärkte-Kunststoffe) immer mehr an Bedeutung.

In diesem Vorhaben werden, neben Fragen im Zusammenhang mit konventionellen Verstärkungstechniken, Methoden der nachträglichen Verstärkung mit geklebten CFK-Lamellen und CF-Gelegen sowie Kohlefaser-Textilien behandelt. Die Tragfähigkeit solcher Verstärkungsverfahren wird maßgeblich durch den Verbund zwischen dem bestehenden Bauteil und dem Kohlefaserwerkstoff bestimmt, welcher durch einen speziellen Kleber auf Epoxidharz-Basis sichergestellt wird. Zum Verbundverhalten wurden in der Vergangenheit bereits Untersuchungen am IfM durchgeführt, unter Anderem zum Einfluss von nicht vorwiegend ruhender Belastung auf das Verbundverhalten von aufgeklebten und in Schlitze eingeklebten CFK-Lamellen. Neben den unidirektional ausgerichteten CFK-Produkten wie Lamellen und Gelegen werden neuartige Kohlefaser-Textilien mit biaxialem Lastabtrag untersucht. Diese Textilien in Form von Sheets werden mit Hilfe eines speziellen Klebers auf das zu verstärkende Bauteil geklebt. Derzeit werden die Besonderheiten bei der Verstärkung mit derartigen Sheets erarbeitet und Forderungen für die Bemessung unter Berücksichtigung charakteristischer Versagensmechanismen abgeleitet. Eine größere Versuchsserie mit diesem Material ist in Vorbereitung.

Literatur

Schnellenbach-Held, M.: Verstärken biegebeanspruchter Betonbauteile des Hoch- und Ingenieurbaus. In: Tagungsband 7. Symposium 'Verstärken von Brücken- und Hochbauten', Technische Akademie Wuppertal, November 2011.

Schnellenbach-Held, M., Peeters, M., Scherbaum, F.: Sachstand Verstärkungsverfahren - Verstärken von Betonbrücken im Bestand. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Brücken- und Ingenieurbau, Heft B 75, 2010.