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Möglichkeiten zur Erhöhung der Festigkeit abrasionsbeanspruchter Betonoberflächen bei wasserbaulichen Anlagen
Exponierte Konstruktionen im Rohrleitungs-und Wasserbau unterliegen durch den direkten Kontakt zum strömenden Wasser und den im Wasser transportierten Feststoffen erhöhten Verschleißbeanspruchungen, die oft schon nach wenigen Betriebsjahren zu massiven Schäden an der Betonrandzone führen. Die Bauwerksschäden werden zusätzlich dann verstärkt, wenn tribologische Beanspruchungen auf das Bauwerk einwirken wie Flüssigkeitserosion, Kavitationserosion, Tropfenschlagerosion, Ermüdungsbruch, Spül- oder (Hydro-) Abrasivverschleiß und andere mehr, wobei in der Praxis die verschiedenen Beanspruchungen kombiniert auftreten. Eine deutliche Verbesserung des Verschleißwiderstandes von Betonoberflächen stellt der Einsatz textilbewehrter Feinbetonschichten in Verbindung mit Kurzglasfaserbewehrungen dar, der die Möglichkeit der Abtragung von Zuglasten über eine textile Struktur mit der rissverteilenden/rissüberbrückenden Wirkung der Kurzfasern im Bauteil kombiniert, wobei Reduzierungen des Materialabtrags bis zu 50 % gegenüber unbewehrten Betonoberflächen erzielbar sind. Das differenzierte Verschleißverhalten kann durch den Einsatz verschiedener Feinbetonmatrices und Bewehrungsmaterialien beeinflusst werden. Feinbeton und textile Strukturen sind dabei aufeinander abzustimmen und je nach Einsatzzweck und Belastungsform zu optimieren. Dazu ist vor allem auf eine hohe Gefügedichtheit und Festigkeit der Betonoberfläche sowie eine ausreichende, geschlossene Überdeckung zu achten. Solcherart verstärkte Betonoberflächen wirken als dünnwandige und hochfeste Verschleißschichten als Surrogat zu herkömmlichen Schutzsystemen. Des Weiteren können sie nach entsprechender Nutzdauer problemlos reaktiviert und saniert werden. Am Institut für Baustoffe der TU Dresden (IB) wird derzeit die Eigenschaft als Verschleiß-Nutzschicht für den Einsatz in Betonpumprohren, die durch den Förderstrom von Frischbeton höchsten Abrasionsbeanspruchungen ausgesetzt sind, entwickelt. Ziel ist es dabei, auch durch den Einsatz von ultrahochfesten Zuschlagstoffen (Al2O3 (Korund)) einen noch höheren Verschleiß- und Abriebswiderstand zu erzeugen und somit ein Rohrleitungssystem zu entwickeln, das sich durch wesentlich höhere Standzeiten auszeichnet.
Possibilities for increasing the abrasion resistance of concrete surfaces in hydraulic structures. The results of abrasion test for textile reinforced concrete layers show that the abrasion resistance of the samples is dependent on the fineness of the reinforcement material as well as the fibre volume. High fibre volume can be achieved by a combination of textile reinforcement and short fibre reinforcement. These samples show reduced abrasion values of about 50 % compared to the purely textile reinforced samples and likewise lower abrasion values to the non-reinforced samples. Significant improvements concerning the abrasion behaviour are possible by further adjustment and optimisation of the used fine grade concrete matrices and the reinforcement materials. Beside a higher surface resistance of thin concrete layers against erosion and abrasion loads the use of near surface textile reinforcements leads to additional structural strength against other loads.
Möglichkeiten zur Erhöhung der Festigkeit abrasionsbeanspruchter Betonoberflächen bei wasserbaulichen Anlagen
Exponierte Konstruktionen im Rohrleitungs-und Wasserbau unterliegen durch den direkten Kontakt zum strömenden Wasser und den im Wasser transportierten Feststoffen erhöhten Verschleißbeanspruchungen, die oft schon nach wenigen Betriebsjahren zu massiven Schäden an der Betonrandzone führen. Die Bauwerksschäden werden zusätzlich dann verstärkt, wenn tribologische Beanspruchungen auf das Bauwerk einwirken wie Flüssigkeitserosion, Kavitationserosion, Tropfenschlagerosion, Ermüdungsbruch, Spül- oder (Hydro-) Abrasivverschleiß und andere mehr, wobei in der Praxis die verschiedenen Beanspruchungen kombiniert auftreten. Eine deutliche Verbesserung des Verschleißwiderstandes von Betonoberflächen stellt der Einsatz textilbewehrter Feinbetonschichten in Verbindung mit Kurzglasfaserbewehrungen dar, der die Möglichkeit der Abtragung von Zuglasten über eine textile Struktur mit der rissverteilenden/rissüberbrückenden Wirkung der Kurzfasern im Bauteil kombiniert, wobei Reduzierungen des Materialabtrags bis zu 50 % gegenüber unbewehrten Betonoberflächen erzielbar sind. Das differenzierte Verschleißverhalten kann durch den Einsatz verschiedener Feinbetonmatrices und Bewehrungsmaterialien beeinflusst werden. Feinbeton und textile Strukturen sind dabei aufeinander abzustimmen und je nach Einsatzzweck und Belastungsform zu optimieren. Dazu ist vor allem auf eine hohe Gefügedichtheit und Festigkeit der Betonoberfläche sowie eine ausreichende, geschlossene Überdeckung zu achten. Solcherart verstärkte Betonoberflächen wirken als dünnwandige und hochfeste Verschleißschichten als Surrogat zu herkömmlichen Schutzsystemen. Des Weiteren können sie nach entsprechender Nutzdauer problemlos reaktiviert und saniert werden. Am Institut für Baustoffe der TU Dresden (IB) wird derzeit die Eigenschaft als Verschleiß-Nutzschicht für den Einsatz in Betonpumprohren, die durch den Förderstrom von Frischbeton höchsten Abrasionsbeanspruchungen ausgesetzt sind, entwickelt. Ziel ist es dabei, auch durch den Einsatz von ultrahochfesten Zuschlagstoffen (Al2O3 (Korund)) einen noch höheren Verschleiß- und Abriebswiderstand zu erzeugen und somit ein Rohrleitungssystem zu entwickeln, das sich durch wesentlich höhere Standzeiten auszeichnet.
Possibilities for increasing the abrasion resistance of concrete surfaces in hydraulic structures. The results of abrasion test for textile reinforced concrete layers show that the abrasion resistance of the samples is dependent on the fineness of the reinforcement material as well as the fibre volume. High fibre volume can be achieved by a combination of textile reinforcement and short fibre reinforcement. These samples show reduced abrasion values of about 50 % compared to the purely textile reinforced samples and likewise lower abrasion values to the non-reinforced samples. Significant improvements concerning the abrasion behaviour are possible by further adjustment and optimisation of the used fine grade concrete matrices and the reinforcement materials. Beside a higher surface resistance of thin concrete layers against erosion and abrasion loads the use of near surface textile reinforcements leads to additional structural strength against other loads.
Möglichkeiten zur Erhöhung der Festigkeit abrasionsbeanspruchter Betonoberflächen bei wasserbaulichen Anlagen
Possibilities for increasing the abrasion resistance of concrete surfaces in hydraulic structures
Helbig, Ulf (Autor:in) / Horlacher, Hans-B. (Autor:in) / Schmutterer, Christian (Autor:in) / Engler, Thomas (Autor:in)
Bautechnik ; 82 ; 869-877
2005
9 Seiten, 16 Bilder, 21 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Hydroabrasionsverschleiß bei wasserbaulichen Anlagen aus Beton
DataCite | 2012
|Hydroabrasionsverschleiß bei wasserbaulichen Anlagen aus Beton
HENRY – Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) | 2012
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