Transferprojekt T6

Bemessungsmodell und Applikationstechnologie für Biegeverstärkung von Stahlbetonplatten

Leitung

Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach
Institut für Massivbau
Prof. Dr.-Ing. Rainer Schach
Institut für Baubetriebswesen

Mitarbeiter

Dipl.-Ing. Daniel Ehlig
Dipl.-Ing. Manuel Hentschel

Ziele

Für die Biegeverstärkung von plattenförmigen Stahlbetonbauteilen sollen Bemessungsverfahren und Applikationstechnologien bis zur Praxisreife entwickelt werden. Beim Bemessungsverfahren sind offene Fragen bezüglich des Zusammenwirkens von Textil und Stahlbewehrung aufzuklären und praxisgerechte Hilfsmittel zu entwickeln. Eine Nutzwertanalyse und bisher gesammelte Anwendungserfahrungen liefern Ansatzpunkte für notwendige Modifikationen des Applikationsverfahrens. Mit verfahrenstechnischen, maschinentechnischen und baustofflichen Entwicklungen soll die Praxisreife erreicht werden.

Die Wirksamkeit von Biegeverstärkungen an platten- und balkenförmigen Stahlbetonbauteilen wurde in den bisherigen Förderperioden nachgewiesen und durch die Antragsteller in einer prototypischen Anwendung an einer HP-Schale der Fachhochschule Schweinfurt umgesetzt. Dabei wurden zwei wesentliche Defizite deutlich: Das Fehlen eines für den Planungsingenieur handhabbaren Bemessungskonzepts und eine einem wirtschaftlichen Optimum nahekommende Applikationstechnologie. Beides sind Voraussetzungen für einen Transfer der entwickelten Verstärkungsmethoden in die Baupraxis.

Das in Vorarbeiten entwickelte Bemessungsverfahren basiert auf einer erweiterten Standard-Stahlbeton Biegebemessung. Ziel ist die Beschreibung des Zusammenwirkens beider Bewehrungen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Verbundeigenschaften. Es soll ein vereinfachtes Bemessungsverfahren entwickelt werden, in dem das unterschiedliche Verbundverhalten durch einen geeigneten "Verbundbeiwert" berücksichtigt werden kann. Nach dem aktuellen Kenntnisstand wäre ein solcher Verbundbeiwert stets an konkrete Verbundeigenschaften eines Textil-Matrix-Systems gebunden. Ziel ist deshalb weiterhin die Erarbeitung einer konkreten Empfehlung, wie ein solcher Verbundbeiwert im Rahmen eines Zulassungsverfahrens zu ermitteln wäre.

Verfahrenstechnisch sind Mischtechnik, Spritz- und Auftragstechnologie zu entwickeln. Ziel ist die Bereitstellung einer für die in situ-Verarbeitung geeigneten Feinbetonrezeptur, die auch als Sackware konfektionierbar ist. Geräte zum Nassspritzverfahren werden weiterentwickelt, so dass dünne Feinbetonschichten im Millimeterbereich zielsicher und mit ausreichend ebener Oberfläche in verschiedenen Orientierungen (von oben, über Kopf und an senkrechten Flächen) hergestellt werden können. Ggf. ist eine Modifizierung der Betonzusammensetzung erforderlich. Die Eignung der entwickelten Verfahren und Technologien soll an praxisrelevanten Flächengrößen und Einsatzbedingungen geprüft und beurteilt werden. Ziel ist eine Effizienssteigerung bzw. Kostenoptimierung durch die Verbesserung von Material-, Zeit- und Geräteeinsatz. Dazu werden Nutzwertanalysen auf der Basis qualitativer und quantitativer Kriterien durchgeführt und Entwicklungspotentiale abgeleitet.

Die verfahrenstechnischen Entwicklungsarbeiten werden durch umfangreiche Versuchsreihen ergänzt. Die dabei verstärkten Platten dienen der Kalibrierung des Bemessungsmodells und ermöglichen weiterhin eine Beurteilung des Einflusses der Randbedingungen bei der Herstellung auf das Tragverhalten. Entsprechend des Entwicklungsfortschrittes erfolgt der Übergang von Probengrößen in Laborgröße (0,5 ... 1,0 m²) hin zu praxisrelevanten Abmessungen (5 ... 10 m² bzw. geeignetes Pilotprojekt nach Verfügbarkeit).

Veröffentlichungen

2011

• Schladitz, F.; Lorenz, E.; Jesse, F.; Curbach, M.: Usilenie Tekstilynym Betonom Schelesobetonnoi Konstrukzii Kryschi Istoritschkogo Sdanija. Beton i Zhelezobeton 1 (2011), S. 27-30
• Curbach, M.; Ortlepp, R.: Leichtes Bauen mit ultrahochfesten und Textilbetonen. In: Bauforschung und Baupraxis, Heft 10: “Wie wollen wir in Zukunft bauen?” – Festschrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger, Dresden, 19.04.2011. S.17-22 - ISBN 978-3-86780-216-1

2010

• Lorenz, E.; Schladitz, F.; Jesse, F.; Curbach, M.: Textile Reinforced Concrete (TRC) for Strengthening of RC Structures – Report from Practical Application. 3rd International fib Congress, Washington, D.C., May 29 - June 2 2010. Paper 303 – DVD-Rom
• Weiland, S.: Interaktion von Betonstahl und textiler Bewehrung bei der Biegeverstärkung mit textilbewehrtem Beton. Dissertation, Fakultät Bauingenieurwesen, 2010, 207 S. – urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-37944
• Schach, R.; Hentschel, M.: Process Optimization for the Rehabilitation and Strengthening with Textile Reinforced Concrete. In: Proceedings of the International RILEM Conference on Material Science (MatSci) Volume I, Edited by Wolfgang Brameshuber, Published by RILEM Publications s.a.r.1., Bagneux-France, ISBN: 978-2-35158-106-3, e-ISBN: 978-2-35158-107-0, Auflage 2010, ICTRS-Tagung, September 2010 in Aachen.

2009

• Jesse, F.; Curbach, M.: Verstärken mit Textilbeton. In: Bergmeister, K.; Fingerloos, F.; Wörner, J.-D. (Hrsg.): Beton-Kalender 2010. Teil I, Berlin : Ernst & Sohn, 2009, S. 457-565
• Curbach, M.; Jesse, F.: Eigenschaften und Anwendung von Textilbeton. In: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009) 1, S. 9-16 – doi:10.1002/best.200800653
• Schach, R.; Hentschel, M.: Grundlagen für die Nutzwertanalyse für Verstärkungen aus textilbewehrtem Beton. In: Curbach, M. (Hrsg.), Jesse, F. (Hrsg.): Textile Reinforced Structures : Proceedings of the 4th Colloquium on Textile Reinforced Structures (CTRS4) und zur 1. Anwendertagung, Dresden, 3.-5.6.2009. SFB 528, Technische Universität Dresden, D–01062 Dresden : Eigenverlag, 2009, S. 459-470 – ISBN 978-3-86780-122-5 URN: urn:nbn:de:bsz:14-ds-1244049476991-75979
• Schach, R.; Hentschel, M.: Verfahrenstechnische Grundlagen für die Verstärkung mit textilbewehrten Beton im Hochbau. In: Motzko, Ch. (Hrsg.): Baubetriebliche Aufgaben. Festschrift anlässlich des 30-jährigen Bestehens des Instituts für Baubetrieb der Technischen Universität Darmstadt. Fortschrittberichte VDI /4, 211, Düsseldorf : VDI-Verlag, 2009, S. 263-273

2008

• Curbach, M.; Michler, H.; Weiland, S.; Jesse, D. Textilbewehrter Beton – Innovativ! Leicht! Formbar! In: BetonWerk International 11 (2008) 5, S. 62-72
• Ortlepp, R.; Weiland, S.; Curbach, M.: Restoration of a hypar concrete shell using carbon-fibre textile reinforcement concrete. In: Limbachiya, M. C. (Hrsg.); Kew, H. Y. (Hrsg.): Proceedings of the International Conference Excellence in Concrete Construction through Innovation, London, 9.–10.9.2008. London : Taylor & Francis Group, 2008, S. 357-364 – ISBN 978-0-415-47592-1 (Hardback) und ISBN 978-0-203-88344-0 (eBook)