Beton- und Stahlbetonbau最新文献

Aufgrund chloridinduzierter Korrosion müssen Brückenkappen aus Stahlbeton regelmäßig bzw. vielfach häufiger als geplant erneuert werden. Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten ZIM-Projekts wurden Brückenkappen aus einer nichtmetallischen Basaltfaserstabbewehrung und einem Recyclingbeton entwickelt, sodass die Schwachstelle der Korrosion entschärft wird und die Materialien im Hinblick auf den Materialkreislauf zugleich besser ausgenutzt werden. Hierzu wurden gebogene Bewehrungselemente aus chloridunempfindlicher Basaltfaserstabbewehrung sowie ein Beton mit hohem Frost-Tausalz-Widerstand entwickelt, der aus bis zu 100 % recyclierter Gesteinskörnung besteht. Alle Teilentwicklungen wurden zu einem ganzheitlichen Ansatz vereint und ein Prototyp einer ressourcenschonenden und dauerhaften Brückenkappe erfolgreich hergestellt und getestet.

Zum Titelbild: Das Titelbild zeigt nebeneinander die beiden Talbrücken Unterrieden. Zu sehen sind rechts ist die 1967 gebaute Brücke, die derzeit abgebrochen wird, und links der Ersatzneubau, der demnächst fertig gestellt sein wird. Während des Rückbaus der alten Brücke wurden Untersuchungen zur Erkundung des Zustands der Spannglieder durchgeführt. Dazu gehörten Rückdehnungsmessungen zur Ermittlung der vorhandenen Vorspannung und Zugversuche an Spannstäben, die im Anschluss an die Rückdehnungsmessungen aus dem Bauwerk entnommen wurden. Weiterhin wurden Verbundprobekörper aus der Brücke entnommen und im Labor getestet, um Rückschlüsse auf das Verankerungsverhalten der Spannglieder ziehen zu können. Außerdem wurden an der Brücke mehrere Messungen mit faseroptischen Sensoren durchgeführt, die Aufschluss über die Dehnungsänderung beim Abbohren eines Spannglieds geben. Daraus können Informationen über die Verbundlänge und die Spannungsverteilungen im Diskontinuitätsbereich gewonnen werden. Anhand der zahlreichen Untersuchungsergebnisse sollen die in der Rückbauplanung getroffenen Annahmen verifiziert werden. Details dazu finden Sie in den beiden Beiträgen auf S. 753–776. (Foto: MKP GmbH)

Bei gekrümmten Stahlbetonbauteilen resultieren aus den Stahlzugkräften der Bewehrung radial gerichtete Umlenkspannungen im Beton, die das Abplatzen der Betondeckung und das Herausziehen der Bewehrungsstäbe provozieren können. Zur Untersuchung der Aufnahme dieser Umlenkkräfte durch den Beton wurde an der FH Münster der Einfluss von verschiedenen Parametern auf die Ausbruchkräfte von Bewehrungsstäben ermittelt. Dabei wurde sowohl der Einfluss von unterschiedlichen Stabdurchmessern (16, 20, 25, 28 und 32 mm) als auch der Einfluss der Interaktion zwischen mehreren Bewehrungsstäben bei zwei unterschiedlichen Betonrezepturen untersucht. Das Ergebnis dieser Versuche ist, dass größere Bewehrungsstabdurchmesser sowie eine höhere Betongüte i. A. höhere Bruchlasten generierten.

Im Kontext der Industrie 4.0 steht in der modernen Fließfertigung die durchgängig digital gesteuerte Wertschöpfungskette im Fokus. Insbesondere die Kombination nach den Leichtbauprinzipien mit einer dünnen Spritzbetonschicht und rippenförmigen Stützkonstruktionen, z. B. für Fassadenelemente, führt zu hocheffizienten Bauteilen mit hoher Tragfähigkeit und hochwertigen Oberflächen. Die entwickelte kombinierte Betonspritz-Extrusion-Multitool-Düse bietet die Möglichkeit sowohl des Spritzens als auch des Extrudierens. Darüber hinaus steht die automatisierte Integration von Ankern im Fokus der Fließfertigung, für die spezielle Anker und Werkzeugsysteme entwickelt wurden. Anhand der ermittelten Kennwerte konnten die Praktikabilität und die Produktivitätssteigerung nachgewiesen werden. Diese Daten bilden die Grundlage für einen Digitalen Zwilling in Vorbereitung auf Industrie 4.0. Die Produktivitätssteigerung in der additiven Fertigung führt zu positiven wirtschaftlichen Effekten. Anwendungen von hochfesten Leichtbaustrukturen im Bauwesen werden attraktiver und ermöglichen die Serienumsetzung freiformmodularer Konstruktionen.

Die Herstellung von textilbewehrten (TRC) Betonbauteilen, insbesondere durch Preforming, beruht traditionell stark auf iterativen Prozessen und Entscheidungen. Dieser Ansatz ist zwar bei bestimmten etablierten TRC-Anwendungen effektiv, führt aber zu einem erheblichen Planungsaufwand und birgt das Risiko des Übersehens von technisch oder wirtschaftlich vorteilhafteren Alternativen. In diesem Beitrag wird vorgeschlagen, die Prinzipien der gefalteten tragenden Strukturen als Grundlage für die Produktionslinie von TRC-Komponenten zu nutzen. Diese neuartige Methodik bedingt sowohl Material- als auch Prozessanforderungen und konzentriert sich auf die Verwendung von gefalteten Schalungen und deren Auswirkungen auf die Drapierbarkeit von Bewehrungstextilien. Ausgehend von ersten Erkenntnissen aus dem Bereich der Faltschalung und der Analyse der Drapierbarkeit von textilen Gitterbewehrungen werden die Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen dem Material „Textil“, dem Prozess „Faltschalung“ und dem Produkt „gefaltete tragende TRC-Strukturen“ aufgezeigt sowie die Herausforderungen dieser Teilgebiete offengelegt. Auf diese Weise soll die Studie die Produktionsplanung rationalisieren, die Abhängigkeit von traditionellen Methoden verringern und Wege für die Einbeziehung innovativer Materialien und Prozesse in die TRC-Produktion eröffnen. Der Ansatz birgt ein erhebliches Potenzial für die wirtschaftliche Rentabilität von gefalteten tragenden TRC-Strukturen.

Im Massivbau werden vor allem in massigen Konstruktionen sowie auch in statisch unbestimmten Bauteilen mit Kurzfasern bewehrte Betone eingesetzt. Diese Fasern übertragen auch nach Rissbildung Zugspannungen. In Deutschland ist vorwiegend der Einsatz von Stahlfasern durch Vorgaben der DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“ geregelt. Die internationale Norm fib Model Code 2010 und das fib Bulletin 105 lassen auch andere Fasermaterialien zu. In dieser Arbeit wird die Verwendung von recycelten Kohlenstofffasern als Bewehrung in Faserbeton untersucht, um dessen Tragfähigkeit und Duktilität zu erhöhen. Angesichts des zunehmenden Anteils von kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFK) im Materialkreislauf, insbesondere in der Windenergiebranche, konzentriert sich diese Arbeit auf die Wiederverwendung von CFK-Abfällen. Zwei Mischungen recycelter Kohlenstofffasern werden auf ihre Leistungsfähigkeit in Faserbeton mit variierenden Volumengehalten untersucht. Aufbauend auf einer Analyse der Fasermischungen werden durch experimentelle Untersuchungen Kennwerte ermittelt, die das Festigkeitsverhalten sowie die Frischbetoneigenschaften des mit Kohlenstofffasern bewehrten Betons (CFRC) beschreiben. Im 3-Punkt-Biegezugversuch kann der faserverstärkte Beton mit 2 Vol.-% eine Steigerung der Biegezugfestigkeit von +60 % gegenüber dem unbewehrten Beton erreichen. Zudem zeigen die Untersuchungen, dass die Zugabe von Kohlenstofffasern die Verarbeitbarkeit beim Betoniervorgang erschwert.