Materialsparende, beanspruchungsorientierte ­Carbonbewehrung für den Fertigteilbau

Carbonbewehrung weist gegenüber Betonstahl neben vielen Vorteilen die hohen Materialkosten als entscheidenden Nachteil auf. Es ist daher sinnvoll, Herstellungsverfahren zu entwickeln, die eine Reduktion des Materialbedarfs ermöglichen.

Der AB Massivbau und Brückenbau der Universität Innsbruck beschäftigt sich deshalb seit 10 Jahren mit der Herstellung von Carbonbewehrungen mittels des so genannten Tailored-Fiber-Placement-Verfahrens und dem Einsatz dieser. Bei diesem Verfahren wird das Funktionsmaterial mittels Fixierfadens auf einem Stickgrund befestigt, welcher nach Fertigstellung des Bewehrungsnetzes
entfernt wird. Der automatisierte Prozess ermöglicht eine effiziente Produktion mit geringem Materialverbrauch.

Zu den Vorteilen des TFP gehören Winkelunabhängigkeit, Möglichkeit der mehrdimensionalen Anordnung, endkonturnahe Fertigung und hohe Positionsgenauigkeit. Diese Vorteile wurden für verschiedenste
Demonstratoren, bei denen die Bewehrung entlang der Hauptspannungstrajektorien verlegt wurde, aufgezeigt.

Für konzentrierte Lasteinleitung in Fertigteile wurden Einlegeteile mit konzentrischer, kreisförmiger Bewehrungsführung entwickelt. Im Versuch zeigte sich, dass mittels der Zulagen eine deutliche Erhöhung der Tragfähigkeit gegenüber Referenzversuchen, mit konventionellen Verankerungen, erreicht werden konnte.

Durch die Verwendung von Carbonbewehrung entfällt das Problem der Korrosion und es können materialsparende Entwürfe angewandt werden. So wurde ein Konzept für einen Randbalken erstellt, welches die erforderliche Betonkubatur deutlich reduziert. Der Bewehrungskorb wurde aus, mittels TFP hergestellten, ebenen und winkelförmigen Gittern zusammengesetzt. Durch die gute Abstimmung von Beton und Bewehrung in Kombination mit der Werksfertigung gelang es, den Randbalken in hoher Qualität auszuführen.

Anhand der Demonstratoren kann gezeigt werden, dass sich mittels TFP schlanke, dauerhafte und vor allem materialeffiziente Fertigteile mit Carbonbeton herstellen lassen.