Faserverbundwerkstoffe im historischen Mauerwerk
Projektdaten
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Bericht aus dem Jahresbericht 2018
FASERVERBUNDBEWEHRUNG IM MAUERWERK
Stab-Ausziehversuch, kurze Verbundlänge GFK-Anker, Durchmesser 16 mm; geprüfter und nachträglich gespaltener Versuchskörper
Die Verankerung und Vernadelung von geschädigtem oder nicht ausreichend tragfähigem Mauerwerk ist eine häufig angewendete Technologie bei der Erhaltung und Ertüchtigung historischer Bauwerke. Die Verwendung von Stabstahl bei der Verankerung von Mauerwerk hat dabei den Nachteil, dass ein entsprechender zementhaltiger Mörtel zur Gewährleistung des Korrosionsschutzes notwendig ist. Der Zement bringt Verträglichkeitsprobleme mit sich, wenn das Mauerwerk sulfathaltig ist. Es kommt zu einer Treibreaktion durch Ettringitbildung.
Stab-Ausziehversuch, große Verbundlänge, GFK-Anker, Durchmesser 16 mm
Faserverstärkte Kunststoffe stellen hier eine mögliche Alternative dar. Mit dem Forschungsvorhaben sollen wesentliche Grundlagen für den Einsatz von Faserverbundbewehrung zur Verankerung und Vernadelung von historischem Mauerwerk erforscht und praxisnahe Baustoffe und Technologien untersucht werden. Somit werden die Voraussetzungen für eine verbesserte Qualität des Baustoffeinsatzes in der Denkmalpflege bei der Sanierung von historischem Mauerwerk geschaffen. Die Lösungen sollen sich durch Nachhaltigkeit auszeichnen und den gestiegenen Anforderungen der Denkmalpflege gerecht werden. Zu den theoretischen Grundlagen führte die Professur für Tragwerksplanung der Fakultät Architektur umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Verbundverhalten durch. Für die Untersuchungen wurden Prüfkörper aus Natursandstein, variierenden Verpressmörteln und Ankern aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bzw. kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt. Unter Anwendung statischer Ausziehversuche mit großer und kleiner Verbundlänge konnten die Verbundspannungen im Verbundsystem ermittelt und ausgewertet werden.
Des Weiteren wurden die Torsionsanfälligkeit der Faserverbundwerkstoffe und das Vorspannverhalten im Mauerwerk unter Anwendung praxisnaher Technologien untersucht. Die durchgeführten statischen Stab-Ausziehversuche lieferten wichtige Ergebnisse zum Verbundverhalten der Verbundkomponenten. Es konnte nachgewiesen werden, dass die herkömmlichen Ertüchtigungsmethoden mit Stabstahl und Zement als Verpressmörtel durch die Verwendung von Faserverbundbewehrung und gipshaltigem Verpressmörtel im sulfathaltigen, historischen Mauerwerk ersetzt werden können.
Die experimentellen Untersuchungen des Verbundverhaltens stellen damit einen wichtigen Beitrag zur denkmalgerechten Erhaltung und Ertüchtigung von historischen Bauwerken dar.