Hochbeanspruchte Carbonbetonbauteile

Forschungen zum Langzeitverhalten

Ein Großteil der Schäden an Stahlbetonbauwerken kann auf die Korrosion der Betonstahlbewehrung zurückgeführt werden. Kosten- und zeitintensive Instandsetzungsmaßnahmen oder Ersatzneubauten werden häufig bereits vor Erreichen der planmäßigen Nutzungsdauern notwendig. Aus diesem Grund sind Carbonfaserverbundkunststoffe (CFK), die sich insbesondere durch ihre hohe Zugfestigkeit und ihren Widerstand gegenüber chemischen und physikalischen Einflüssen auszeichnen, bereits seit einiger Zeit Gegenstand der Forschung. Trotz des vermehrten Einsatzes dieser Bewehrung und der intensiven Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet liegen keine ausreichenden Erfahrungswerte über das Langzeitverhalten hochbeanspruchter Carbonbetonbauteile vor. Da durch den Einsatz von Carbonbewehrung eine deutlich verlängerte Nutzungsdauer von Betontragwerken angestrebt wird, sind präzise Kenntnisse über das Trag-, Riss- und Verformungsverhalten von carbonbewehrten Betonbauteilen unter Dauerbeanspruchung notwendig.

Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojektes werden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Tragverhalten carbonbewehrter Betonbauteile durchgeführt. Neben Analysen des Materialverhaltens von Beton und Bewehrung, welche die Festigkeiten, Elastizitätsmoduln und Kriecheigenschaften umfassen, werden Bauteilversuche unter Kurzzeitbeanspruchung sowie unter statischer und zyklischer Dauerbeanspruchung durchgeführt und die Biege- und Querkrafttragfähigkeit analysiert. Dabei werden sowohl Bauteile mit Carbonbewehrung als auch mit Betonstahlbewehrung geprüft, sodass diese direkt miteinander verglichen und auftretende Unterschiede verdeutlicht werden können. Mit den gewonnenen Ergebnissen werden bestehende Ingenieurmodelle hinsichtlich ihrer Eignung zur Vorhersage des Tragverhaltens von Carbonbetonbauteilen überprüft und bei Bedarf angepasst.

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