Textilbeton – Eigenschaften des Verbundwerkstoffs

Textilbeton entsteht durch Einbettung von textilen Gelegen in eine Feinbetonmatrix, sodass sich ein Verbundwerkstoff bildet. Bei Verbundwerkstoffen ist es in der Regel nicht moeglich, das Verbundtragverhalten aus den Eigenschaften der Ausgangsstoffe abzuleiten. Zu dieser Thematik werden grundlegende Zulassungsversuche zur Ermittlung und Ueberpruefung der Material- und Bemessungskennwerte von Textilbeton zur Bauwerksverstaerkung vorgestellt. Der Pruefplan fuer die Zulassung umfasste folgende Versuche: Dehnkoerperversuche als einaxiale Zugversuche, Textilauszugsversuche zur Bewertung des Verbundverhaltens der textilen Bewehrung, Querzugversuche, Endverankerungsversuche und Uebergreifungsversuche zur Charakterisierung der Kraftuebertragung in den Stossbereichen. Untersucht wurden dabei die Belastungsdauer, unterschiedliche Expositionen und Lagerungsbedingungen, dynamische Beanspruchungen, Lagenanzahl, Herstellungsverfahren und die Feuchte des Altbetonuntergrunds. Die textilen Gewebe bestanden aus Carbongarnen mit Feinheiten von 800 tex im Abstand von 14,3 Millimetern. Die Verbesserung der Verbund- und Festigkeitseigenschaften sowie die Strukturstabilitaet erreichte man durch eine nachtraegliche polymere Beschichtung des Textils. Zur Herstellung der Feinbetonmatrix wurde ein werksmaessig hergestellter Trockenmoertel mit einem Groesstkorn von 1 Millimeter verwendet. In der Regel erfolgten die Untersuchungen an kleinteiligen Textilbetonprobekoerpern mit zwei Lagen textiler Bewehrung und lagenweisem Einbau. Die Probekoerper, die Versuchsaufbauten, die Durchfuehrung der Versuche sowie die Ergebnisse werden eingehend beschrieben. Der Schwerpunkt der Untersuchungen zur Bewertung des Zugtragverhaltens lag bei Pruefungen unter Kurzzeitbelastung und Normalklima. Zur Festlegung des zulaessigen Temperaturbereichs bei der Anwendung von Textilbeton erfolgten diese Versuche bei einer Temperaturbeanspruchung von 40 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchte von 65 Prozent. Die Sicherstellung einer ausreichenden Dauerschwingfestigkeit des Textilbetons unter nicht vorwiegend ruhender Einwirkung leitete man aus einaxialen Zugversuchen mit 2 Millionen Schwingspielen bei einer Schwingbreite von 10 Prozent ab. Der Nachweis der Dauerzugfestigkeit erfolgte anhand von Dauerstandversuchen an einaxial beanspruchten Zugproben. Beschrieben werden des Weiteren Untersuchungen zum Einfluss von Lagenanzahl, Untergrund und Herstellverfahren sowie die verschiedenen durchgefuehrten Versuche zur Bestimmung des Verbunds zwischen Feinbeton und textiler Bewehrung. Auf die Ergebnisse der Auszugsversuche, der Untersuchungen zum Temperatureinfluss, des Einflusses von Lagenzahl, Untergrund und Herstellverfahren sowie auf das Dauerverbundverhalten wird im Einzelnen eingegangen. Beschrieben werden ausserdem die Querzugversuche, die Uebergreifungsversuche und die Endverankerungsversuche jeweils mit Darstellung der Probekoerper, des Versuchsaufbaus, der Durchfuehrung und der Ergebnisse. Das Programm bildet eine solide Grundlage zur Bestimmung von Kennwerten fuer Textilbeton. Die Material- und Bemessungskennwerte koennen zur Weiterentwicklung und Optimierung des Textilbetons als Vergleichswerte und zur Anwendung in Ingenieurmodellen zur Bemessung von Textilbeton dienen. ABSTRACT IN ENGLISH: By embedding a textile reinforcement into a fine-grained concrete the composite material textile reinforced concrete is created. As with any composite material, it is not generally possible to deduce the structural behavior of the composite from the properties of the raw materials. This is why a profound knowledge of the bond behavior between filaments, rovings or textile and the concrete matrix is essential. In addition to the characterization and identification of the individual system components, experimental investigations on the composite material are necessary to describe the material behavior. These form the basis for material optimization, the identification of bearing mechanisms and the application of analytical models. The article presents the fundamental approval tests that were conducted to determine and verify the material and characteristic values of textile reinforced concrete for the strengthening of bending-stressed steel reinforced concrete members. (A)