Mit Kohlenstoffasern vorgespannte Schleuderbetonrohre: Fid-Bau Portal

Mit Kohlenstoffasern vorgespannte Schleuderbetonrohre

Terrasi, G.P.

Das Hauptziel der Arbeit war die Herstellung und Untersuchung des Verhaltens von mit kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff (CFK) armierten und vorgespannten Schleuderbetonmasten. Eingesetzt wurden dafür hochfeste Betone. Diese Masten sind in der Lage, mit Stahlmasten hinsichtlich mechanischer Eigenschaften und Gewicht zu konkurrieren und weisen außerdem eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Ihr Gewicht ist wesentlich geringer als das der heutigen Stahlbetonmasten, welche durch die mehrere Zentimeter dicke, korrosionsbedingte Betonüberdeckung des Armierungsstahles sehr schwer werden, was hohe Transport- und Installationskosten verursacht. Das entwickelte Konzept beinhaltet den Einsatz von CFK-Schubbewehrungselementen für den Ersatz der konventionellen Stahldrahtspiralen. Gewickelte CFK-Gitterkörbe, locker geflochtene Kohlenstoffaserschläuche und spiralförmige CFK-Bänder mit thermoplastischer Matrix wurden in dieser Hinsicht untersucht. Der Spannstahl wurde durch dünne, hochfeste CFK-Drähte, hergestellt im Pultrusionsprozeß, ersetzt. Die Oberfläche der CFK-Spanndrähte wurde mit einem keramischen Granulat beschichtet, um den Verbund der Drähte zum hochfesten Beton zu verbessern. Es wurde eine Methode zur Herstellung von schlanken Rohren durch Vorspannen mehrerer CFK-Drähte gegen eine Schleuderform (Spannbettprinzip) und zur Verdichtung der Betons im Schleuderverfahren entwickelt. Anfängliche Versuche dienten der Charakterisierung des grundlegenden Verhaltens des hochfesten Schleuderbetons, der CFK-Schubbewehrungselemente und der CFK-Spanndrähte. Das statische Kurzzeit- und Langzeitverhalten der neuen CFK-Bewehrungselemente wurde in der Folge mittels Torsions-, Biege- und Druckversuche von damit bewehrten und vorgespannten Rohren aus hochfestem Schleuderbeton untersucht. Die analytischen und einzelne numerische Modelle konnten in der Folge mit den Versuchsergebnissen verglichen und kalibriert werden.