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Leichter bauen – Zukunft formen
4. Anwendertagung Textilbeton
Ermüdet Textilbeton?
Verhalten unter nicht-ruhender Beanspruchung
Für die Verstärkung von Tragwerken
aus Stahlbeton ist Textilbeton ein
nahezu perfektes Material. Das Zusatzeigengewicht
und die Veränderung
der Abmessungen sind minimal, die
Kompatibilität zum Stahlbeton hervorragend
und die ausnutzbaren mechanischen
Kennwerte überzeugend.
Mit Verstärkungen für den Brückenbau
werden Anwendungsbereiche
nachgefragt, bei denen vor allem der
LKW-Verkehr zu einer Ermüdungsbeanspruchung
führt. Durch steigende
Fahrzeuggewichte und -anzahl wird
der Bedarf in Zukunft steigen.
Die meisten Werkstoffe zeigen eine
ausgeprägte Abhängigkeit der Festigkeit
von der Anzahl der Lastwechsel, der
mittleren Spannung und der Spannungsamplitude.
Diese Abhängigkeit
wird im Bereich von 10 4 bis 2 × 10 6
Lastwechsel als Zeitschwingfestigkeit
bezeichnet. Bei einer Lastwechselzahl
von N = 2 × 10 6 wird i.d.R. die technische
Dauerschwingfestigkeit definiert,
da jenseits dieser Grenze die Festigkeit
entweder nicht mehr oder nur noch
wenig abfällt. Eine anschauliche Art
der Darstellung dieser Zusammenhänge
bietet das WÖHLER-Diagramm.
Für Textilbeton liegen bisher keine
Erkenntnisse zum Tragverhalten unter
Ermüdungsbeanspruchung vor. Die
exzellente Ermüdungsfestigkeit der Carbonfasern
lässt eine ebensolche für den
Verbundwerkstoff Textilbeton erwarten.
Allerdings können die hohen Filamentfestigkeiten
bereits unter statischen
Lasten prinzipbedingt nur teilweise
ausgenutzt werden, weil die gleichmäßige
Aktivierung aller Filamente eines
Garns nur bedingt möglich ist. Das lässt
vermuten, dass auch die Ermüdungsfestigkeit
des Verbundwerkstoffs niedriger
ausfällt als die der Carbonfasern.
Textile Bewehrungen werden vorrangig
als Zugbewehrung eingesetzt.
Praktisch versucht man zudem, die
Hauptbewehrungsrichtung streng an
der Haupttragrichtung zu orientieren.
Aus diesem Grund wurden für
die Ermüdungsversuche sogenannte
Dehnkörper mit zentrischer Zugbelastung
ausgewählt, wie sie sich bereits
für die Bestimmung der Kurzzeitfestigkeit
bewährt haben. Die Ergebnisse
demonstrieren, dass Textilbeton mit
Carbonbewehrung eine ausgeprägte
Abhängigkeit der Zeitschwingfestigkeit
vom Belastungsniveau zeigt. Es ist aber
zu erwarten, dass die Dauerschwingfestigkeit
im Gebrauchszustand in der
Praxis maßgebend wird.
Autor:
Dehnkörper mit Carbonbewehrung während eines Schwingversuchs.
Frank Jesse
Lehrstuhl Massivbau, BTU Cottbus
www.tu-cottbus.de
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