Zur Bemessung von Verstärkung mit eingeschlitzten CFK-Lamellen: Fid-Bau Portal

Zur Bemessung von Verstärkung mit eingeschlitzten CFK-Lamellen

Blaschko, M.

Für Verstärkungs- und Sanierungsmaßnahmen im Betonbau ist es oftmals nötig, nachträglich Bewehrung zu ergänzen. Beim Verfahren der geklebten Bewehrung werden derzeit bevorzugt Lamellen aus faserverstärkten Kunststoffen (zumeist CFK - Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe) auf die Betonoberfläche geklebt. Eine Verfahrensvariante ist hier der Einsatz geschlitzter CFK-Lamellen. Dabei werden mit einer Säge Schlitze in den Betonkörper geschnitten, deren Tiefe innerhalb der Betondeckung liegt. Diese Schlitze, die senkrecht zur Betonoberfläche ausgerichtet sind, weisen dann eine Tiefe von z.B. 20 mm und eine Breite von ca. 3 mm auf. Die Schlitze werden mit einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis gefüllt. CFK-Lamellen mit entsprechender Breite und einer Dicke von 1 bis 2 mm werden in die gefüllten Schlitze gedrückt. Die Lamelle wird vollständig mit Klebstoff umgeben und liegt geschützt vor mechanischem Angriff innerhalb des Betonquerschnittes. Zur Bestimmung des Verbundtragverhaltens wurden statische Kurzzeitversuche als Ausziehversuche an Druck-Zug-Körpern durchgeführt. Bei den Versuchen wurden im wesentlichen Betongüte, Lamellentyp (Breite, Dicke, Elastizitätsmodul) und Verbundlänge variiert. Es konnten zwei im Grundsatz verschiedene Versagensmechanismen beobachtet werden: Lamellenbruch und Verbundbruch. Als wesentlicher Einflußparameter auf die Verbundtragkraft konnte lediglich die Verbundlänge identifiziert werden. Zur Berechnung wurde eine einfache und praktisch anwendbare Bestimmungsgleichung abgeleitet. Das Tragverhalten verstärkter Biegebauteile wurden an Balkenversuchen überprüft. Dabei wurden oberflächig geklebte sowie eingeschlitzte Lamellen untersucht. Es zeigte sich, daß eine eingeschlitzte Lamelle große Rissbreiten überbrücken kann, ohne daß sich der Verbund zwischen Lamelle und Beton in größeren Bereichen entkoppelt. Somit ist eine Anwendung bei Bauteilen mit möglichen Schubrissen unproblematisch, da an einem sog. Schubrissversatz kein plötzliches Verbundversagen mehr auftritt, wie dies bei der oberflächig geklebten CFK-Lamelle der Fall ist. Der robustere und tragfähigere Verbund eingeschlitzter Lamellen führt zu Bruchmechanismen, die denen eines mit geripptem Betonstahl bewehrten Biegeträgers entsprechen.