Folienpräsentation. Eine Reihe von Faserwerkstoffen werden zunehmend auch im Bauwesen in Form von Verbundwerkstoffen zur Verstärkung bzw. Bewehrung von Konstruktionen angewendet. In diesem Beitrag sollen einige Einsatzmöglichkeiten von textilen Stoffen im Mauerwerksbau aufgezeigt werden. Zu den bekannten Faserwerkstoffen im Bauswesen können das elektrische Glas (E-Glas), das alkaliresistente Glas (AR-Glas), Aramid oder Kohlefasern (CF) gezählt werden. Auf Grund der guten Eigenschaften bezüglich der Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen und Chemikalien gilt besonderes Interesse vor allem dem AR-Glas und den Kohlefasern. Mit Hilfe einer Matrix vornehmlich aus ungesättigten Polyester-, Epoxidharzen und Vinylester werden die einzelnen Fasern in Gelegen und Geweben miteinander verbunden. Diese Faserverbundwerkstoffe, je nach Ursprungsart als glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) bezeichnet, besitzen gegenüber den eigentlichen Fasern veränderte Eigenschaften. Für die Anwendung im Mauwerksbau sind dabei besonders die Spannungs-Dehnungs-Abhängigkeiten interessant, d.h. die Festigkeit, Steifigkeit, Duktilität sowie entsprechende Formänderungen. Letzteres stellt für den Mauerwerksbau ein größeres Problem dar, da schon bei sehr geringen Beanspruchungen ein Mitwirken der textilen Bewehrung an der Gesamttragwirkung erzielt werden muss, um Risse zu vermeiden. GFK zeichnet sich zwar durch seine hohe Festigkeit bei geringem Eigengewicht aus, lässt auf Grund der niedrigen Steifigkeit jedoch größere Verformungen unter gegebener Beanspruchung zu. Deswegen ist der Einsatz im Mauerwerksbau nur sehr eingeschränkt möglich. Einige Untersuchungen existieren zur Verstärkung von Ausfachungsmauerwerk in Hochbauten zur Erhöhung der Sicherheit gegenüber Erdbebeneinwirkungen sowie zur Erhöhung der Biegetragfähigkeit von Mauerwerk. Weitaus besser lässt sich vor allem CFK im Mauerwerksbau zur Verstärkung bzw. Ertüchtigung einsetzen. Dies ist im Wesentlichen auf die höhere Steifigkeit und damit geringeren Verformungen gegenüber GFK zurückzuführen. Allerdings ist auf die geringe Querbeanspruchbarkeit von CFK hinzuweisen. Praktisch angewendet wurde CFK z.B. beim Umbau eines Mauerwerksgebäudes in Zürich (Schwegler, Sika), bei Verstärkungsmaßnahmen im Schweizerischen Landesmuseum (Deuring) und bei der Sanierung der Dorfkirche Zwiedorf (Jäger). Bei letzterem Vorhaben handelte es sich um einen Backsteinbau aus der zweiten Hälfte des 13. Jahrhunderts. Auf Grund verschiedenster Ursachen traten im Laufe der Zeit zahlreiche Risse im Außenmauerwerk mit z.T. erheblichen Rissweiten auf. Besonders prägnant war dies im Traufbereich ersichtlich, so dass die Notwendigkeit eines umlaufenden Ringbalken schnell erkannt wurde. Allerdings sollte ein entsprechendes Sanierungskonzept unter denkmalpflegerischen Gesichtspunkten nur wenige Eingriffe in die bestehende Bausubstanz beinhalten. Aus diesem Grund entschied man sich, den Hauptproblempunkt Dachansatz / Traufe mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen zu sanieren. Dabei wurde der entsprechende Ringbalken aus vorgespannten CFK-Lamellen ausgeführt. Für eine breitere und vielseitigere Anwendung von textilen Stoffen im Mauerwerksbau ist eine Verbesserung der Grundeigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit und Verformbarkeit von Faserverbundwerkstoffen unabdingbar. Die Erhöhung der Druckfestigkeit von Mauerwerk kann beispielweise nur durch eine Behinderung der Querverformungen erzielt werden. Diese sind jedoch um ein Vielfaches kleiner als die Längsstauchungen unter Druckbeanspruchung. Gleiches gilt auch für den Einsatz von textilen Stoffen zur Verankerung von Mauerwerkswänden. Bereits geringe Formänderungen lassen eine feste Verankerung infolinfolge Rissbildung nicht wirksam erscheinen, so dass bisher keine entsprechende bautechnische Zulassung eines textilen Stoffes im Mauerwerksbau erreicht werden konnte.

Overhead presentation. A variety of fibre materials in the form of polymers materials are increasingly being used in the construction sector to strengthen and reinforce constructions. In this presentation examples about the possible fields of application of textile materials in masonry construction shall be elaborated upon. The fibre materials commonly known in the building industry are electric glass (E-glass), alkaline resistant glass (AR-glass), and aramid or carbon fibres. AR-glass and carbon fibres are especially interesting, since their material properties with respect to strength and durability, when exposed to the elements and chemicals are good. Through the implementation of a matrix consisting primarily of saturated polyester resins, epoxy resins and vinyl ester, the individual fibres can be arranged and woven together. Depending on the raw material from which they are made, the polymers are either classified as glass fibre reinforced synthetic materials (GFK) or carbon fibre reinforced synthetic materials (CFK). These polymers possess different material properties from the individual fibres. For the application in masonry construction, the stressstrain relationships are particularly interesting, i.e. strength, stiffness, ductility as well as the corresponding deformations. The latter can be a significant problem in masonry constructions. If cracks are to be avoided, the reinforcing fibre material needs to already contribute to the overall load transfer under very small loads. Although GFK distinguishes itself due to its high strength relative to its low self-weight, large deformations occur under a given load due to its low stiffness. Therefore, its implementation in masonry construction is very limited. Research exists about reinforcing infill masonry panels for increased safety against earthquake loads and to increase the flexural strength of masonry. Especially CFK can be more readily implemented to reinforce masonry constructions. This is primarily due to its higher stiffness, which results in smaller deformations relative to GFK. However, one should be aware of the limited lateral loading capacity of CFK. Built examples in which CFK has been implemented, for example, include a renovated masonry building in Zurich (Schwegler, Sika), the Swiss national museum (Deuring) where strengthening measures were necessary and during the restoration of the village church in Zwiedorf, Germany (Jäger). In the latter example, the building consisted of a masonry construction from the second half of the 13th century. Over time numerous cracks, some rather sizable, developed due to a variety of causes. These were especially noticeable in the eaves, such that the need for a ring beam quickly became apparent. However, an appropriate restoration concept with historic preservation considerations called for as little impact to the building substance as possible. Therefore it was decided to address the main problem area, i.e. the intersection of the roof and eaves, by refurbishing it with carbon fibre reinforced synthetic materials. In doing so, the respective ring beam were constructed out of pre-stressed CFK laminates. For a more diverse and broadened application of textile materials in masonry construction, the basic properties of polymers fibre materials with respect to their stiffness and deformability need to be improved. A higher compressive strength of masonry, can for instance, only be achieved by constraining the lateral deformations. These however, are minimal when compared with the compressive strain under loading. The same holds true for the application of textile materials for structurally interconnecting masonry walls. Small deformations can already cause a rigid tie to no longer be effective once crack developments have begun. Therefore, appropriate building code approvals have not thus far been granted for textile materials in masonry construction.