Ergänzungsversuche zur abZ Z-31.10-182 (TUDALIT®)
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
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Bericht aus dem Jahrbuch 2015
Erfolgreich angewendet – Textilbeton nimmt Fahrt auf!
Anbringen der textilen Bewehrung an einem geschädigten Fassadenelement
Nach umfangreichen Testreihen wurde dem Deutschen Zentrum Textilbeton (DZT) 2014 die erste allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-31.10-182 für die Anwendung von Textilbeton (TRC) erteilt. Hierbei handelt es sich um ein vom Deutschen Institut für Bauchtechnik (DIBt) zugelassenes Verfahren, das die Verstärkung von Stahlbeton mit TUDALIT®-Textilbeton allgemein regelt. Nun ist ein Jahr vorbei und erste Erfahrungen bei der Anwendung dieser Zulassung konnten gesammelt werden. Dank der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung ist es seit einem Jahr nicht mehr notwendig, bei jeder Baumaßnahme eine Zulassung im Einzelfall (ZiE) für das Verstärkungsverfahren mit Textilbeton zu beantragen. Daher war es den Firmen ein leichtes Spiel, den Verbundwerkstoff verstärkt in der Praxis anwenden zu können. Es wurden unter anderem Fassadenelemente, Strommasten und ein Zuckersilo saniert. Da diese praktischen Anwendungen den branchennahen Firmen natürlich nicht verborgen blieben, stieg die Anzahl der interessierten Firmen an, die Handhabung mit Textilbeton zu erlernen. Entsprechende Schulungen werden regelmäßig vom DZT angeboten. Infolgedessen wird mit den durchgeführten Verstärkungsmaßnahmen natürlich auch die baupraktische Akzeptanz von Textilbeton gesteigert und man darf gespannt weiter verfolgen, welches Bauwerk als nächstes mit Hilfe der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung verstärkt werden wird.
Aber auch auf dem Gebiet der Forschung innerhalb der Zulassung wird stetig weitergearbeitet. Um das Produkt TUDALIT®-Textilbeton weiter konkurrenz- und leistungsfähiger zu gestalten, finden fortlaufend vertiefte Untersuchungen auf der Materialebene und im Zusammenspiel der unterschiedlichen Bestandteile der textilen Bewehrung statt. Konkret werden regelmäßig Ergänzungsversuche durchgeführt, um die Palette der auf dem Markt erhältlichen Textilien, die die Bedingungen der Zulassung Z-31.10-182 erfüllen, zu erweitern und somit die Verbreitung des Textilbetons in Deutschland, aber auch darüber hinaus, zu befördern. Des Weiteren werden auf dem bisherigen Kenntnisstand aufbauend die Untersuchungen für die Anwendung von TRC bei Außenbauteilen und bei Bauteilen mit nicht vorwiegend ruhender Belastung weitergeführt.
Es kann konstatiert werden: Mit den vorhandenen Materialien sind bereits heute viele Anwendungen möglich, begrenzend wirken zumeist nur fehlende Zulassungen. Also: Weiter geht’s!
Bericht aus dem Jahrbuch 2014
Geprüft und zugelassen – Textilbeton auf dem Weg zur breiten Anwendung
Verstärken der Platten für die Großversuche durch Mitarbeiter der Firma Torkret
Das Fehlen von bauaufsichtlichen Regelungen war lange Zeit ein sehr großes Anwendungshemmnis für den breiten Einsatz von Textilbeton (TRC) z. B. zur Verstärkung von Bauteilen in der Praxis. Trotz der vergleichweise einfachen Anwendbarkeit des Verstärkungsverfahrens, der Korrosionsbeständigkeit der Verstärkungsmaterialien und der erreichbaren hohen Traglaststeigerungen war die Anwendung bisher nur durch die aufwändige Beantragung von Zustimmungen im Einzelfall möglich.
Daher wurde im Jahre 2009 vom Deutschen Zentrum Textilbeton (DZT) in Pionierarbeit begonnen, ein Konzept für eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) für ein Verfahren zur Verstärkung von Stahlbeton mit TUDALIT®-Textilbeton zu entwickeln und mit dem Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) in Berlin abzustimmen. Nach der Bewilligung des erarbeiteten Prüfplanes erhielt unser Institut den Auftrag, die Vielzahl der erforderlichen Zulassungsversuche durchzuführen und zu bewerten. Die kleinteiligen Prüfungen und Bauteilversuche zum Nachweis der Tragfähigkeit des Verstärkungssystems begannen 2010 und konnten 2014 erfolgreich mit der Erstellung einer gutachterlichen Stellungnahme abgeschlossen werden.
Mit der anschließenden Erteilung der ersten allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-31.10-182 im Juni 2014 ist nun eine wesentliche Voraussetzung für einen einfachen und breiten Einsatz von TUDALIT®-Textilbeton geschaffen. Das zugelassene Verfahren ermöglicht in Verbindung mit dem in der Zulassung geregelten Bemessungs- und Sicherheitskonzept die sichere und extrem schlanke und materialeffiziente Verstärkung von biegebeanspruchten Stahlbetonbauteilen mit textilbewehrtem Beton im Innenbereich. Neben der einfachen Anwendung des Verstärkungssystems erhöht die Zulassung zudem die Akzeptanz von TRC bei Bauherren, Architekten, Tragwerksplanern und bauausführenden Firmen.
Nun gilt es, neue Bereiche und Anwendungsfelder zu erschließen und durch weitere Forschung eine Standardisierung von Textilbeton voranzutreiben. Vordringlich können beispielsweise die Erweiterung des Einsatzbereiches von TRC für Außenbauteile und in Bereichen mit nicht vorwiegend ruhender Belastung genannt werden. Es gibt also weiterhin viel zu tun. Packen wir es an!
Bericht aus dem Jahrbuch 2013
Textilbeton – erweiterte Prüfungen für eine sichere Anwendung
Statischer Dauerzugversuch.
Textilbeton wird in ständig steigendem Umfang in der Baupraxis eingesetzt. Die Erteilung von Zustimmungen im Einzelfall (ZiE) oder das Erlangen Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen (AbZ) wird daher zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Viele Forschungsarbeiten beschäftigten sich bisher mit dem Verhalten von Textilbeton unter relativ kurzzeitigen Beanspruchungen. Für die baupraktische Anwendung und die dafür benötigten Material- und Festigkeitskennwerte ist jedoch zu berücksichtigen, dass ein Bauwerk oder Bauteil in der Regel dauerhaft und teilweise auch dynamisch belastet wird und dabei gleichzeitig verschiedenen klimatischen Bedingungen ausgesetzt ist. Deshalb müssen neben Kurzzeitversuchen bei Raumklima dem jeweiligen Bemessungsziel angepasste Prüfungen zum Nachweis und zur Gewährleistung der Beständigkeit des Verbundbaustoffes über die geplante Lebensdauer durchgeführt werden. Maßgebend sind hierbei Temperatur-, Dauerstand- oder auch Dauerschwingbeanspruchungen.
Um Festigkeits- und Verbundkennwerte unter Temperatur- und gegebenenfalls Feuchtebeanspruchung zu erhalten, werden Versuche in Klimaräumen bzw. -schränken oder bei einem gezielten Einsatz von Temperaturstrahlern durchgeführt. Außerdem ist die Überprüfung der Dauerstandfestigkeit unter definierten Dauerlasten und Zeiträumen möglich. Nach der Beaufschlagung der Proben mit Temperatur oder dauerhaften Lasten werden die Resttragfähigkeiten der Proben bestimmt. Diese Festigkeitswerte sind anschließend mit den Referenzwerten der Kurzzeitversuche unter Raumklima vergleichbar.
Zum Nachweis der Dauerschwingfestigkeit von Textilbetonsystemen erfolgen dynamische Untersuchungen, in denen eine nicht vorwiegend ruhende Beanspruchung abgebildet wird. Die definierten Schwingbreiten sind dabei an die spätere Anwendung − etwa die Verstärkung von Brücken − angepasst.
Die im Rahmen der Forschungen des Institutes für Massivbau der TU Dresden entwickelten Untersuchungsmethoden werden bereits heute erfolgreich eingesetzt. Sie waren unter anderem Teil der Versuche zur Erlangung einer Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für ein Verstärkungsverfahren mit Textilbeton, die voraussichtlich im ersten Quartal des Jahres 2014 erteilt werden wird. Damit tragen sie maßgeblich zur sicheren Anwendung von Textilbeton bei und stellen einen wichtigen Schritt hin zur breiten baupraktischen Anwendungsreife des Materials dar.
Bericht aus dem Jahrbuch 2012
Textilbeton als Biegeverstärkung
Textilbetonverstärkte Platte
Der Textilbeton wurde im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches 528 „Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung“ über einen Zeitraum von mehr als zwölf Jahren intensiv erforscht und weiterentwickelt. In Theorie und Experiment wurden die Tragmechanismen, aber auch Potential und Anwendungsgrenzen des neuartigen Baustoffs aufgezeigt.
Eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung des Textilbetons in der Praxis ist aber eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ). Zusammen mit dem TUDALIT e.V. und der TU Dresden Aktiengesellschaft (TUDAG) wurde im September 2009 ein offizieller Antrag beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) eingereicht, um eine solche Zulassung zu erhalten. Innerhalb des Zulassungsverfahrens sind z. B. Nachweise über die Eignung und Zulässigkeit der vom Antragsteller vorgeschlagenen Eingangsgrößen, Materialkennwerte und Bemessungsverfahren zu erbringen. Es sind zahlreiche Zulassungsversuche durchzuführen, die dann in Modelle gefasst werden müssen, um das Verstärkungsverfahren praktisch umsetzen zu können.
Mit einem Teil der durchzuführenden Versuche wird die Eignung von textilbewehrtem Beton zur Biegezugverstärkung von Stahlbetonbauteilen nachgewiesen. Dazu wurden bisher mehr als 30 Plattenstreifen mit Längen zwischen 3,30 und 7,30 m mit variierenden Plattendicken zwischen 12 und 30 cm hergestellt und verstärkt. Die Plattenstreifen unterschieden sich nicht nur in der Geometrie, sondern auch hinsichtlich des Stahl- und Textilbewehrungsgrades, der Betondeckung und der Stahldurchmesser. Die Auswahl der Plattenkonfigurationen erfolgte nach dem Prinzip der Grenzwertabdeckung, d. h. der Geltungsbereich der Zulassung wurde damit festgelegt.
Die Platten wurden in einem Betonwerk hergestellt und dort auch verstärkt. Die Vierpunktbiegeversuche bis zum Zugversagen der textilen Bewehrung fanden dann im Otto-Mohr-Laboratorium statt. Die Tragfähigkeit der Platten wurde parallel mit bereits im Rahmen des SFB 528 entwickelten und optimierten Rechenverfahren untersucht. Die Vergleiche zwischen theoretisch und praktisch ermittelten Bruchmomenten haben gezeigt, dass das vorgeschlagene Rechenverfahren für die Dimensionierung einer Biegeverstärkung mit Textilbeton bedenkenlos empfohlen werden kann.