Im Rahmen des KTI-Projektes 3795.1 haben die Partner EMPA Dübendorf, Sika (Schweiz) AG und Sulzer Composites eine neuartige kohlenstofffaserverstärkte Lamelle für die Verstärkung von Betonbauwerken entwickelt und geprüft. Gegenüber den bisherigen Produkten sind in der neuenLamelle die Fasern in einem thermoplastischen Polymer eingebettet. Dadurch kann es schneller produziert werden und hat deshalb vor allem wirtschaftliche Vorteile gegenüber den marktüblichen Lamellen. In einer ersten Projektphase ging es um die Entwicklung der thermoplastischen Lamelle, mit dem Teilziel, die Zusammenstellung und Evaluierung verschiedener Kohlenstofffasern und Matrixwerkstoffe, die sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht eine sinnvolle Kombination versprachen. Schon von Beginn an wurde beachtet, dass für die Kraftübertragung zwischen der Lamelle und dem zu verstärkenden Bauteil ein ausreichender Verbund mit dem für die Applikation vorgesehenen Klebstoff erreicht werden muss. Hierbei wurde gefordert, dass dieser Verbund bessere Festigkeitseigenschaften aufweist als das Betongefüge des zu verstärkenden Bauteils und dadurch nicht zum kritischen Element im System wird. Verschiedene Fasern und Kunststofftypen wurden bezüglich der technischen Eigenschaften, der Verarbeitbarkeit und der Wirtschaftlichkeit verglichen. Für die Untersuchungen der Applizierbarkeit mit einem Epoxidharzklebstoff wurden Zugscherversuche an verklebten Prototypen durchgeführt. Aufgrund dieser Voruntersuchungen wurden die Faser T700S und der thermoplastische Matrixwerkstoff PA12 als aussichtsreichste Verbundpartner erachtet. Die aus diesen Komponenten hergestellte Lamelle hatte sowohl bezüglich der technischen Eigenschaften als auch bezüglich des Aussehens eine recht grosse Ähnlichkeit zu bereits etablierten Produkten. Für die Untersuchung der Einsatztauglichkeit im Bauwesen wurden drei Typen von praxisrelevanten Bauteilversuchen durchgeführt. Die Versuchskörper der Serie PS waren Betonbalken mit einer Spannweite von 2.1 m, die Biegezugzone war mit je zwei CFK-Lamellen verstärkt. Die Träger wurden im Vierpunkt-Biegeversuch geprüft, um die Wirkung der Lamellen zu erfassen. Die Versuche konnten die Verstärkungswirkung der neuartigen Lamelle im statisch durchgeführten Kurzzeitversuch bestätigen sowie ein gewisses Verbesserungspotenzial aufzeigen. Das Verhalten bei Langzeitbeanspruchungen wurde mit den Versuchen der Serie LV untersucht. Die mit einer Lamelle in der Biegezugzone verstärkten Träger hatten eine Spannweite von 2.3 m und waren einer permanent wirkenden, hohen Biegebeanspruchung ausgesetzt. Die Temperatur und die Feuchtigkeit wurden während etwa einem Jahr schrittweise erhöht und danach ein weiteres Jahr bei 55 Grad C und 80% relativer Feuchte belassen. Schon zu Beginn dieser anspruchsvollen Klimastufe versagte der mit dem herkömmlichen Produkt Sika CarboDur S5J2 verstärkte Versuchskörper infolge Erweichung des Klebstoffs Sikadur-30. Der mit der thermoplastischen Lamelle verstärkte Träger zeigte - trotz der Verwendung des gleichen Klebstoffs - bis Ende des Beobachtungszeitraums keine Anzeichen, die auf ein Versagen hindeuteten. Die Versuche konnten zeigen, dass beide Verstärkungssysteme ein günstiges Langzeitverhalten aufweisen, solange die produktebedingten klimatischen Grenzen eingehalten werden. Das Ermüdungsverhalten der thermoplastischen Lamelle wurde im Versuch ET untersucht. Ein Plattenbalken mit 6 m Spannweite wurde mit vier Lamellen verstärkt und insgesamt 10 Millionen Lastzyklen ausgesetzt, wobei während der zweiten Hälfte dieser Ermüdungsphase eine Luftfeuchtigkeit von 95% herrschte. Danach wurde die Last statisch erhöht, bis das Trägerversagen erreicht war. Der Versuch zeigte, dass die neue thermoplastische Lamelle bezüglich der Ermüdungsempfindlichkeit ähnlich unsensibel ist, wie die handelsüblichen CFK-Lamellen. Die Versuche an den wirklichkeitsnahen Betonbauteilen haben gezeigt, dass die thermoplastische Lamelle - eingesetzt als geklebte Bewehrung - sehr ähnlich wirkt, wie das zu Vergleichszwecken beigezogene marktübliche Produkt und kann also für die langfristige (oder kurzfristige) Verstärkung von Betontragwerken unter statischer Last oder Wechsellast eingesetzt werden, wobei bezüglich den klimatischen Bedingungen die gleichen Einschränkungen gelten wie bei den duromeren Lamellen. Neben der mechanischen Wirkungsweise wurde auch die für die Praxis wichtige Handhabbarkeit untersucht. Hierbei konnten gewisse Schwächen bezüglich der Kriechneigung der PA 12 -Matrix bei erhöhten Temperaturen sowie bezüglich der interlaminaren Zugfestigkeit festgestellt und behoben werden. Aus den hierbei gemachten Erkenntnissen folgt, dass ein Mindestmatrixgehalt eingehalten werden muss, damit diese die Funktion der Faserfixierung erfüllen kann.