Textilbeton mit polymergetränkter Bewehrung
Verbundverhalten und Alterung
Dilthey, Ulrich / Schleser, Markus / Raupach, Michael / Orlowsky, Jeanette
Textilbewehrte Betone erweitern die Gestaltungsmöglichkeiten bei der Konstruktion von dünnwandigen filigranen Tragwerkskonstruktionen. Die Ausnutzung der Bewehrungstextilien aus Glas, Carbon oder hochmoduligen Polymeren liegt jedoch nach wie vor weit unter der Materialfestigkeit. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs „Textilbewehrter Beton“ wurden an der RWTH Aachen Untersuchungen zum Einsatz von polymerbeschichteten Textilien aus AR-Glas zur Verbesserung des Bauteilverhaltens durchgeführt, deren Ergebnisse in dem Beitrag vorgestellt werden. Durch den Einsatz geeigneter polymerer Beschichtungen konnte sowohl die Bewehrungsausnutzung im Bauteil erheblich verbessert werden als auch der Festigkeitsverlust der Bewehrung im Textilbeton infolge des chemischen Angriffs der Porenlösung reduziert werden. Alle untersuchten polymeren Systeme führten aufgrund der verbesserten Bewehrungsausnutzung nach der Rissbildung des Betons zu einer erhöhten Bauteiltragfähigkeit. Das entstehende Rissbild wird durch den äußeren Verbund zwischen getränkter Bewehrung und Betonmatrix bestimmt. Hierbei zeigen sich erhebliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Polymersystemen. Die Acrylatdispersionen führten aufgrund des im Pull-Out-Versuch nachgewiesenen schlechten äußeren Verbunds zu großen Rissabständen und -öffnungen. Im Gegensatz dazu führte der Einsatz des hochmoduligen Epoxidharzes zu geringen Rissabständen und -öffnungen bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit. Im Bauteil konnten Traglasten von annähernd 1500 N/mm² realisiert werden. Im Vergleich zur maximal erreichbaren Filamentfestigkeit von ca. 1700 N/mm² und in Anbetracht der unvermeidlichen Schädigungen durch textile Verarbeitungsprozesse ist hiermit bereits eine gute Ausnutzung des Bewehrungsmaterials erreicht worden. Die Beständigkeit der AR-Glasbewehrung im Textilbeton gegenüber einem chemischen Angriff der alkalischen Porenlösung wird durch die Epoxidharztränkung mit RH1 verbessert. Allerdings sind diesbezüglich weitere Untersuchungen zum Einfluss der Epoxidharzart, der Schichtdicke sowie der Kontaktfläche und Lagerungsdauer notwendig. Ein weiterer Bestandteil zukünftiger Untersuchungen ist die Durchführung von Brandversuchen an Elementen aus Textilbeton mit polymer getränkter Bewehrung.---------------Textile concrete with polymer-impregnated reinforcement-------------- – Textile-reinforced concretes extend the possible shapes that can be achieved during the construction of thin-walled filigree loadbearing structures. The degree of utilization of the reinforcing textiles made of glass, carbon or high modulus polymers continues to lie far below the strength of the materials. In the special research area of “Textile-reinforced concrete” investigations were carried out at Aachen University of Technology into the use of polymer-coated textiles made of AR glass to improve the behaviour of the structural element, and the results are described in this article. The use of suitable polymer coatings means that not only can the utilization of the reinforcement in the structural element be substantially improved but the loss of strength of the reinforcement in the textile concrete due to chemical attack by the pore solution can also be reduced. All the polymer systems investigated led to increased load-bearing capacity of the structural element because of the improved utilization of the reinforcement after the concrete had cracked. The cracking pattern produced is determined by the external bond between the impregnated reinforcement and the concrete matrix. Substantial differences were found here between the different polymer systems. The acrylate dispersions led to large crack spacings and openings because of the poor external bond detected in the pull-out test. In contrast to this the use of the high modulus epoxy resin led to small crack spacings and openings accompanied by high load-bearing capacity. Working loads of about 1500 N/mm2 were achieved in the structural element. When compared with the maximum achievable filament strength of about 1700 N/mm2, and in view of the unavoidable damage caused by textile processing procedures, this means that the reinforcing material has been well utilized. The resistance of the AR glass reinforcement in textile concrete to chemical attack by the alkaline pore solution is improved by the epoxy resin impregnation with RH1. However, further investigations are needed into the influence of the type of epoxy resin and the layer thickness as well as the contact area and length of storage. Another component of future investigations will be to carry out fire tests on elements made of textile concrete with polymer impregnated reinforcement.
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beton 3/2007 ab Seite 92
Herausgeber des Artikels:
beton
bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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