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Textilbewehrter Beton als Korrosionsschutz

©2006 Diplomarbeit 130 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Einleitung:
Schon als der Mensch mit einfachsten Mitteln begann Häuser für sich zu bauen, setzte er Pflanzenfasern und Tierhaare als verstärkendes Element ein. So wurden Lehmwände und Lehmziegel mittels Stroh verstärkt. Wandputze und Mörtel hingegen wurden aufgrund ihrer geringen Schichtdicken mit feinen Tierhaaren verstärkt. Trotz der unterschiedlichen beigemengten Stoffe war aber stets die verbesserte Haltbarkeit der Bausubstanz das Ziel. Heute besinnt man sich wieder auf solch althergebrachte Bauweisen. Allerdings werden anstatt von Stroh hochmoderne Textilien wie: Aramid-, Karbon- und AR-Glasfasern, (AR = alkaliresistent), in Verbindung mit dem Baustoffen Beton und Stahlbeton eingesetzt.
Der textilbewehrte Beton ist ein relativ junger Baustoff. Eingesetzt wird er etwa seit den siebziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts. Anfänglich wurden nur Kurzfasern als Bewehrung verwendet. Als Fasermaterial wurde in den meisten Fällen Asbest eingesetzt. Bis zur Entdeckung, dass die Asbestfasern aufgrund ihrer geringen Korngröße und ihrer Form als Krebs erzeugend gelten. Der Durchmesser der Elementarfasern schwankt zwischen 0,02 und 0,2 Mikrometer. Seit die Krebs erzeugende Wirkung der Asbestfasern bekannt wurde, wurde die Asbestfaser durch andere Natur- und Chemiefasern ersetzt. Die wichtigsten Chemiefasern für das Bauwesen sind: Aramid-, Karbon- und AR-Glasfasern. Weiterhin werden als Kurzfasern Metallfasern in den unterschiedlichsten Formen und Keramikfasern verwendet.
Eines der herausragendsten Glasfaserbeton Bauwerke aus den Anfängen des faserbewehrten Betons ist der im Jahre 1977 errichtete Pavillon. Dieser wurde anlässlich der Bundesgartenschau in Stuttgart im selbigen Jahr errichtet. Der Pavillon besitzt einen Gesamtdurchmesser von 31m, bei einer Schalendicke von etwa nur 10 bis 12mm. Dies zeigt, welche Anwendungsmöglichkeiten schon bei faserbewehrtem Beton möglich sind.
Aufgrund der bereits seit den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts verwendeten faserbewehrten Betone sind die Erfahrungen mit diesem Baustoff bis zum heutigen Tag sehr umfangreich. Die Erfahrungen mit dem textilbewehrten Beton hingegen sind als sehr gering einzuschätzen, da bisher nur wenig Literatur veröffentlicht wurde. Die fehlende Erfahrung mit dem Umgang mit textilbewehrtem Beton ist daran zu ersehen, dass seit einigen Jahren in Deutschland verstärkt an der Entwicklung von diesem neuen Verbundwerkstoff, gearbeitet wird. Diese Entwicklungstätigkeit wird […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


Matthias Dupke
Textilbewehrter Beton als Korrosionsschutz
ISBN: 978-3-8366-4375-7
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2010
Zugl. Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (FH), Leipzig, Deutschland,
Diplomarbeit, 2006
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2010

IV
VORWORT
Für die Möglichkeit meine Diplomarbeit an der HTWK schreiben zu können und für die
hochschulische Betreuung danke ich Herrn Professor Dr.-Ing. habil. Ettel.
Weiterhin gilt der Dank Frau Dipl.-Chem. Schlattner für die Unterstützung bei den experi-
mentellen Arbeiten, der Lesung dieser Diplomarbeit und für zahlreiche nützliche Fachge-
spräche.
Herrn Dr.-Ing. Klink danke ich für die Anleitung und Mithilfe bei der Durchführung der
Versuche zur Ermittlung der Biegezugfestigkeit und Druckfestigkeit der Textilbetonprobe-
körper.
Ebenfalls möchte ich mich bei allen Lieferanten bedanken, die mir Versuchmaterialien zur
Verfügung gestellt haben, so etwa bei Herrn Holger Zorn von der Firma Saint-Gobain
Vetrotex Reinforcement GmbH Deutschland.
Friedensdorf,
15.04.2006
Matthias
Dupke

V
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort ...
IV
Inhaltsverzeichnis ...
V - IX
Abbildungsverzeichnis ...
X ­ XI
Tabellenverzeichnis ...
XII
Diagrammverzeichnis ... XIII
Zielstellung ... XIV
1 Einleitung
1
1.1 Was ist textilbewehrter Beton? ...
1
1.2 Arten und Stofflicher Aufbau der Textilien ...
2
1.2.1 Stofflicher Aufbau der Textilien ...
2
1.2.2 Arten der Textilien ...
4
1.3 Stofflicher Aufbau des textilbewehrten Beton ...
6
1.4 Ziele dieser Arbeit ...
8
2 Stand der Kenntnisse
9
2.1 Begriffsbestimmung und Entwicklungstendenzen des textilbewehrten Beton
9
2.1.1 Begriffsbestimmung ...
9
2.1.2 Entwicklungstendenzen des textilbewehrten Beton ...
11
2.2 Gebräuchliche Versuche ...
11
2.3 Eigenschaften des textilbewehrten Beton ...
14
2.3.1 Tragverhalten ...
14
2.3.1.1 Zug- und Biegefestigkeit ...
16
2.3.1.2 Querkrafttragfähigkeit ...
19
2.3.1.3 Druckfestigkeit ...
19
2.3.1.4 Duktilität ...
19
2.3.1.5 Schlag- und Stoßfestigkeit ... 20
2.3.1.6 Grünstand- und Frühfestigkeit ...
20
2.3.1.7 Reduzierung der Schwindrissneigung des jungen Betons ...
21
2.3.2 Korrosionsschutz ...
21

VI
INHALTSVERZEICHNIS
2.3.3 Rissverhalten ...
22
2.3.4 Bemessungsansätze ...
22
3 Anwendungsbeispiele
22
3.1 Kleinkläranlagen ...
22
3.2 Regenwasserspeicher ...
24
3.3 Verstärkung von Stahlbetonbauteilen ...
26
3.4 Fassadenelemente ...
27
3.5 Brüstungsplatte ...
28
3.6 Balkonfußbodenplatte ...
28
3.7 Rautenfachwerk ...
28
3.8 Textilbeton im Holzbau ...
29
3.9 Bauteilintegriertes Schalungselement ...
29
4 Materialeinflüsse auf den Textilbeton
30
4.1 Allgemeines ...
30
4.2 Einfluss Zement ...
30
4.3 Einfluss von Zusatzstoffen und Zusatzmitteln. ...
31
4.3.1 Zusatzstoffe ...
31
4.3.2 Zusatzmittel ...
33
4.4 Einfluss Verbund Textil und Matrix ...
34
4.4.1 Innerer Verbund ...
34
4.4.1 Äußerer Verbund ...
35
4.5 Einfluss der Textilen Bewehrung ...
35
4.5.1 Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit anhand der Textilien ...
35
4.5.2 Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit anhand der umgebenden Matrix ...
37
4.5.3 Einfluss der Schlichte ...
39
4.6 Kostenvergleich Textilbeton mit altbewährten Werkstoffen ...
40
4.6.1 Allgemeines ...
40
4.6.2 Ausgewählte Produkte und ihre Kosten ...
41

VII
INHALTSVERZEICHNIS
5 Einsatz des Textilbeton im Säureschutzbau
42
5.1 Was bedeutet Säureschutzbau? ...
42
5.2 Einsatz gebräuchlicher Techniken und Baustoffe ...
43
5.2.1 Allgemeines ...
43
5.2.2 Ausmauerung ...
44
5.2.3 Auskleidung ...
44
5.2.4 Beschichtung ...
44
5.3 Glasfasereinsatz im Säureschutzbau ...
45
5.4 Anwendung des Textilbeton im Säureschutzbau ...
46
5.4.1
Biegezugfestigkeit
...
47
5.4.2
Druckfestigkeit...
50
5.4.3
Wasseraufnahme
...
52
5.4.4 Porosität ...
55
5.4.5 Rohdichte ...
56
5.5 Zusammenfassung der Ergebnisse ...
58
5.6 Darstellung und Auswertung der Ergebnisse ...
59
6 Experimentelle Untersuchungen
61
6.1 Vorüberlegungen ...
61
6.2 Verwendete Textilien ...
61
6.3 Mischungszusammensetzung ...
67
6.4 Herstellen und Lagern der Probekörper ...
68
6.4.1 Probekörper für Beständigkeitsuntersuchungen ...
68
6.4.1.1 Herstellung der Probekörper ...
68
6.4.1.2 Lagerung der Probekörper ...
69
6.4.1.2.1 Nass- /Trocken Lagerung ...
69
6.4.1.2.2 Lagerung im basischen Milieu ...
70
6.4.2 Probekörper für Versuche mit Bakterien ...
70
6.4.2.1 Herstellung der Probekörper ...
70

VIII
INHALTSVERZEICHNIS
6.4.2.2 Versuche zur Einmischungsfähigkeit der verwendeten
Fasern in den Beton ...
71
6.4.2.2.1 Einmischversuch mittels der Trevira Typ 206
Fasern ...
72
6.4.2.3 Versuche zur Herstellung einer Suspension ...
77
6.5 Versuchsdurchführung ... 79
6.5.1 Biegezugfestigkeitsprüfung ...
79
6.5.2 Druckfestigkeitsprüfung ...
81
7 Darstellung der Experimentellen Ergebnisse
82
7.1 Allgemeines ...
82
7.2 Nass- /trocken gelagerte Probekörper...
83
7.2.1 Druckfestigkeit ...
83
7.2.2
Biegezugfestigkeit
...
83
7.3 Gelagerte Probekörper im basischen Milieu ...
84
7.3.1 Druckfestigkeit ...
84
7.3.2
Biegezugfestigkeit
...
84
7.4 Vergleich der Ergebnisse ...
85
7.5 Darstellung der Arbeitslinien (Kraft-Verformungs-Diagramme) ...
86
7.6 Diskussion der Ergebnisse ...
91
8 Vorschläge zur Baustoffvorstellung im Praktikum für das 2. Semester
an der HTWK Leipzig
97
8.1 Allgemeines ...
97
8.2 Vorstellung des Baustoffs Textilbeton für Bauingenieurstudenten ...
97
8.3 Druckfestigkeitsversuch ...
99
8.4 Biegezugversuch ... 100

IX
INHALTSVERZEICHNIS
9 Schlussfolgerung
und
Empfehlung für die weitere Arbeit
103
9.1 Schlussfolgerung ... 103
9.2 Empfehlung für die weitere Arbeit ... 103
Literaturverzeichnis ... 105

X
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Bild 1.1: Multiaxiales Gelege (links) und biaxiales Gelege in Beton (rechts), Seite 8
Bild 2.1: Spannungs-Dehnungs-Linie von textilbewehrten Beton unter
einaxialer Zugbeanspruchung, Seite 14
Bild 2.2: Einwirkungen auf den Roving an Risskanten, Seite 18
Bild 3.1: Prototyp einer Kläranlage aus textilbewehrtem Beton, Seite 23
Bild 4.1: Schema der Schlichtezerstörung als mögliche Ursache verminderter
Zugspannungen, Seite 31
Bild 4.2: Vergleich der pH-Werte bei verschiedenen Puzzolangehalten (SFA: Steinkoh-
lenflugasche. SF: Silicastaub), Seite 33
Bild 4.3: Einfluss der AR-Glasfasern auf die Karbonatisierungstiefe, Seite 34
Bild 6.1: Silberionen in der Trevira
® Faser verteilt, Seite 65
Bild 6.2: Wasserlagerung der Probekörper, Seite 69
Bild 6.3: Lagerung der Probekörper im basischen Milieu, Seite 70
Bild 6.4: Trevira Typ 206 Fasern, Seite 71
Bild 6.5: X-Static
®
THE SILVER FIBER
, Seite 71
Bild 6.6: Trevira Typ 206 geschnitten, Aufnahme mit Lichtmikroskop,
Vergrößerung 8 Fach, Seite 74
Bild 6.7: Trevira Typ 206 Lieferzustand, Aufnahme mit Lichtmikroskop,
Vergrößerung 8 Fach, Seite 74
Bild 6.8: Mischung mit eingestreuten Fasern, Seite 75
Bild 6.9: Vergrößerung aus Bild 6.8, Seite 75
Bild 6.10: Beton mit verarbeitbarer Konsistenz, Seite 75
Bild 6.11: Fasern in Matrix verteilt, Seite 75
Bild 6.12: Faserverteilung in Probekörper mit Trevira Typ 206 geschnitten,
Aufnahme mit Lichtmikroskop, Vergrößerung 6,5 Fach, Seite 76

XI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Bild 6.13: Faserverteilung in Probekörper mit Trevira Typ 206 geschnitten,
Aufnahme mit Lichtmikroskop, Vergrößerung 20 Fach, Seite 76
Bild 6.14: MICHAELIS-Gerät, Seite 79
Bild 6.15 und Bild 6.16: Versuchsaufbau für Biegezugversuche, mit zwei
induktiven Wegaufnehmern, Seite 80
Bild 6.17: Prüfmaschine für Druckfestigkeitsprüfung, Seite 81
Bild 8.1: Platte unbewehrt, mit drei Vollziegeln belastet, Seite 101
Bild 8.2: Platte unbewehrt, nach dem Bruch, Seite 101
Bild 8.3: Platte bewehrt, mit sechs Vollziegeln belastet, Seite 101
Bild 8.4: Platte bewehrt, nach dem Bruch, Seite 101
Bild 8.5: Platte bewehrt, mit sechs Vollziegeln belastet, erhöhte
Durchbiegung, Seite 102

XII
TABELLENVERZEICHNIS
Tab. 1.1: Physikalische Kennwerte einiger Fasern, Seite 3
Tab. 1.2: Physikalische Kennwerte wichtiger Glasfasern, Seite 4
Tab. 4.1: Kostenvergleich ausgewählter Aramid- und Carbonprodukte, Seite 41a
Tab. 4.2: Kostenvergleich ausgewählter Glasfaserprodukte, Seite 41b
Tab. 5.1: Vergleich von Richtwerten von Stein- und Plattenmaterialien für den Säure-
Schutz, Seite 46a
Tab. 5.2: Ergebnisse Wasseraufnahme, offene Porosität und Rohdichte der Textilbeton-
probekörper, Seite 59
Tab. 5.3: Auswertung zusätzlicher Ergebnisse aus weiteren Versuchen zur Ermittlung der
Wasseraufnahme, offene Porosität und Rohdichte der Textilbetonprobekörper,
Seite 60a
Tab. 6.1: Verwendete Textilien für Beständigkeitsuntersuchungen, Seite 63
Tab. 6.2: Verwendete Textilien für Einmischversuche in die Matrix, Seite 66
Tab. 6.3: Mischungsentwurf für HFB, Seite 67
Tab. 7.1: Prozentualer Vergleich der Druckfestigkeiten beider Lagerarten, Seite 91
Tab. 7.2: Prozentualer Vergleich der Biegezugfestigkeit (ermittelt mit
MICHAELIS-Gerät) beider Lagerarten, Seite 93
Tab. 7.3: Prozentualer Vergleich der Biegezugfestigkeit (ermittelt aus den
Arbeitslinien mittels Gleichung 5.2) beider Lagerarten, Seite 95

XIII
DIAGRAMMVERZEICHNIS
Diagr. 6.1: Faserverteilung Trevira 206 Faser, geschnitten, Seite 73
Diagr. 6.2: Faserverteilung Statex Faser, Lieferzustand, Seite 73
Diagr. 7.1: Druckfestigkeit nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 83
Diagr. 7.2: Biegezugfestigkeit nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 83
Diagr. 7.3: Druckfestigkeit für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 84
Diagr. 7.4: Biegezugfestigkeit für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 84
Diagr. 7.5: Vergleich der Mittelwerte der Druckfestigkeiten beider Lagerarten, Seite 85
Diagr. 7.6: Vergleich der Mittelwerte der Biegezugfestigkeiten beider Lagerarten, Seite 85
Diagr. 7.7: Arbeitslinie nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 86
Diagr. 7.8: Arbeitslinie für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 86
Diagr. 7.9: Arbeitslinie nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 87
Diagr. 7.10: Arbeitslinie für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 87
Diagr. 7.11: Arbeitslinie nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 88
Diagr. 7.12: Arbeitslinie für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 88
Diagr. 7.13: Arbeitslinie nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 89
Diagr. 7.14: Arbeitslinie für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 89
Diagr. 7.15: Arbeitslinie nass- /trocken gelagerte Probekörper, Seite 90
Diagr. 7.16: Arbeitslinie für Probekörper im basischen Milieu (pH-Wert
12)
gelagert, Seite 90

XIV
ZIELSTELLUNG
Bei dem Baustoff Textilbeton handelt es sich um einen Verbundwerkstoff aus dem Materia-
lien Beton und einer textilen Bewehrung. Der Beton weist ein Größtkorn von 4mm auf und
wird deshalb als Feinbeton bezeichnet. Als textile Bewehrung kommen Fasern, Gewebe und
Endlosfaserstränge, auch als Roving bezeichnet zum Einsatz. Als Materialien werden Ara-
mid, Glasfasern und Carbon verwendet.
In der vorliegenden Arbeit wird ein kurzer Überblick über den Entwicklungsstand des Tex-
tilbetons gegeben. Weiterhin wird untersucht inwieweit der Textilbeton als Korrosions-
schutz im schweren Säurebau eine Verwendung finden kann. Dies macht es notwendig, dass
Beständigkeitsuntersuchungen am Textilbeton, bei Verwendung verschiedenster textiler
Bewehrungsmaterialien, durchgeführt werden. Als Bewehrungsmaterial wurden Acryl- und
Glasfasern, Glasfaserrovings und ein Mischgewebe, welches aus den Materialien Glas und
Polypropylen besteht, eingesetzt. Die Textilbetonproben wurden dann auf ihre Druckfestig-
keit, Biegezugfestigkeit, Wasseraufnahme und Porosität hin geprüft. Um die Beständigkeit
der Textilien bestimmen zu können, wurden Probekörper nass- /trocken gelagert und im
basischen Milieu (pH-Wert
12) gelagert.
Damit der Textilbeton im schweren Säurebau eingesetzt werden kann muss er ein dichtes
Gefüge aufweisen. Dies bedeutet, dass nur ein porenarmer Feinbeton zum Einsatz kommen
kann. Das dichte Gefüge wird erreicht durch Verwendung von Zusatzstoffen, wie Microsili-
ca und Steinkohlenflugasche und einem darauf abgestimmten Zuschlag. Hochfeste Betone
mit Druckfestigkeiten größer 100N/mm² weisen ein dichtes Gefüge auf und sind damit für
den Einsatz im Säurebau geeignet.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es silberhaltige Fasern homogen in die Betonmatrix zu
verteilen. Aufgrund dessen, dass diese Fasern bisher nur in der Textilindustrie Verwendung
finden, ist die Verwendung dieser Fasern im Textilbeton als ,,Neuland" zu bezeichnen. Ziel
weiterer Untersuchungen wird es sein, ob mit silberhaltigen Fasern im Beton ein Bakteri-
enwachstum auf der Betonoberfläche zu verhindern ist.

1
1 EINLEITUNG
1.1 Was ist textilbewehrter Beton?
Schon als der Mensch mit einfachsten Mitteln begann, Häuser für sich zu bauen, setzte er
Pflanzenfasern und Tierhaare als verstärkendes Element ein [4, S. 63]. So wurden Lehm-
wände und Lehmziegel mittels Stroh verstärkt. Wandputze und Mörtel hingegen wurden
aufgrund ihrer geringen Schichtdicken mit feinen Tierhaaren verstärkt. Trotz der unter-
schiedlichen beigemengten Stoffe war aber stets die verbesserte Haltbarkeit der Bausubstanz
das Ziel. Heute besinnt man sich wieder auf solch althergebrachte Bauweisen. Allerdings
werden anstatt von Stroh hochmoderne Textilien wie: Aramid-, Karbon- und AR-
Glasfasern, (AR = alkaliresistent), in Verbindung mit dem Baustoffen Beton und Stahlbeton
eingesetzt.
Der textilbewehrte Beton ist ein relativ junger Baustoff. Eingesetzt wird er etwa seit den
siebziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts. Anfänglich wurden nur Kurzfasern als Be-
wehrung verwendet. Als Fasermaterial wurde in den meisten Fällen Asbest eingesetzt. [4, S.
9] Bis zur Entdeckung, dass die Asbestfasern aufgrund ihrer geringen Korngröße und ihrer
Form, als Krebs erzeugend gelten
.
Der Durchmesser der Elementarfasern schwankt zwi-
schen 0,02 und 0,2
m. Seit die Krebs erzeugende Wirkung der Asbestfasern bekannt wurde,
wurde die Asbestfaser durch andere Natur- und Chemiefasern ersetzt.
Die wichtigsten Che-
miefasern für das Bauwesen sind: Aramid-, Karbon- und AR-Glasfasern. [4, S. 18 bis 25]
Weiterhin werden als Kurzfasern
Metallfasern in den unterschiedlichsten Formen und Ke-
ramikfasern verwendet [4, S. 26 f].
Eines der herausragendesten Glasfaserbeton Bauwerke, aus den Anfängen des faserbewehr-
ten Betons ist der im Jahre 1977 errichtete Pavillon. Dieser wurde anlässlich der Bundesgar-
tenschau in Stuttgart im selbigen Jahr errichtet. Der Pavillon besitzt einen Gesamtdurchmes-
ser von 31m, bei einer Schalendicke von etwa nur 10 bis 12mm. Dies zeigt, welche Anwen-
dungsmöglichkeiten schon bei faserbewehrtem Beton möglich sind. [9, 31]
Aufgrund der bereits seit den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts verwendeten faser-
bewehrten Betone sind die Erfahrungen mit diesem Baustoff bis zum heutigen Tag sehr
umfangreich [4, S. 9]. Die Erfahrungen mit dem textilbewehrten Beton hingegen sind als

2
sehr gering einzuschätzen, da bisher nur wenig Literatur veröffentlicht wurde [4, S. 88]. Die
fehlende Erfahrung mit dem Umgang mit textilbewehrtem Beton ist daran zu ersehen, dass
seit einigen Jahren in Deutschland verstärkt an der Entwicklung von diesem neuen Ver-
bundwerkstoff, gearbeitet wird. Diese Entwicklungstätigkeit wird beispielsweise in zwei
von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereichen SFB,
dem SFB 528 und dem SFB 532 durchgeführt.
Im Sonderforschungsbereich 528 wird an der Entwicklung, der Verwendung technischer
Textilien, als Verstärkung und Instandsetzung von Stahlbetontragwerken oder Holzbautei-
len, an der Technischen Universität in Dresden gearbeitet.
Im Sonderforschungsbereich 532 wird hauptsächlich die Entwicklung des Verbundwerk-
stoffes textilbewehrter Beton an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aa-
chen als neuer innovativer Baustoff betrieben. [12, S. 11]
Um sich einen schnellen Überblick über bereits erschienene Literatur bezüglich des Textil-
betons verschaffen zu können, wurde Ende des Jahres 2005 eine Literaturdokumentation
[15] vom Fraunhofer Informationszentrum Raum und Bau herausgegeben. In dieser Doku-
mentation werden Forschungsberichte, Dissertationen und durchgeführte Vorträge über das
Thema Textilbeton mit kurzem Inhalt aufgelistet.
1.2 Arten und Stofflicher Aufbau der Textilien
1.2.1 Stofflicher Aufbau der Textilien
Die im textilbewehrten Beton verwendeten Textilien bestehen hauptsächlich aus Naturfasern
und Chemiefasern. Der wichtigste Vertreter bei den Naturfasern ist die Asbestfaser. Auf-
grund ihrer krebserzeugenden Wirkung wurde die Verwendung in Deutschland sehr einge-
schränkt. Bei den Chemiefasern sind die wichtigsten Faserarten:
1. Fasern aus organisch synthetischen Polymeren wie Karbonfasern und Aramidfasern. [4, S.
20 bis 24] Andere synthetische Fasern, die ebenfalls im Faserbeton Verwendung finden
sind: Polypropylen, Polyvinylalkohol und Polyarylamide [10, S.32 f].

3
Material
Dichte
Typische
Durch-
messer
Zugfestig-
keit
E-Modul Bruch-
deh-
nung
Haf-
tung im
Ze-
ment-
stein
Bestän-
digkeit
im
Ze-
mentste
in
Quel-
le
kg/dm³
m
kN/mm²
kN/mm²
%
Aramid
1,45
5...20
2,41...3,4
58...146
1,5...4,5
n. b.
bedingt
bestän-
dig
2) ; 4)
Cellulose
0,035...
0,075
15...60
0,2...0,5
5...40
3
n. b.
gut bis
weniger
gut
4)
Kohlenstoff
1,74...1,9
5...10
2,15...4,51
230...450 1,1...1,9
n. b.
sehr gut
2) ; 3)
Polyacryl-
nitril
1,17
13...104
0,85...0,95
16,5...90
10
gut
gut
1)
Polyarylami-
de
1,45
10
2,8...3,6
65...130
2...4
schlecht bedingt
bestän-
dig
1)
Polypropylen
1)
fadenförmig
0,9
> 4
0,4...0,7
1...8
20
schlecht
gut
Fibrilliert
0,9
> 4
0,5...0,75
5...18
5...15
gut
gut
Polyvinylal-
kohol
1,31
12
1,6
30
6
gut
gut
1)
Polyester
1,38
n. b.
1,1
17
n. b.
n. b.
n. b.
5)
Tab. 1.1: Physikalische Kennwerte einiger Fasern
Quellen: [
1)
[10, S. 32];
2)
[13, S. 42,45];
3)
Carbon-Vertrieb, Wallerstein;
4)
Beton-Seminar 2006 Faserbetone,
Beton Marketing Ost;
5)
[
38
]; n. b. = nicht bekannt]
2. Fasern aus anorganischen Stoffen. Unter diese Art Fasern fallen alle Sorten von Glasfa-
sern. Nach der Zusammensetzung und der Einfügung weiterer Bestandteile wird unterschie-
den zwischen A-Glas, C-Glas, D-Glas, E-Glas, R-Glas, und S-Glas. Weiterhin werden noch
Sondertypen unterschieden, wie das AR-Glas, das Z-Glas und das Silicaglas. Das am meis-
ten als Bewehrung im Beton eingesetzte Glas, ist das AR-Glas, welches aufgrund seines

4
erhöhten Zusatzes von Zirkonoxid (ZrO
2
) eine besonders hohe Alkaliresistenz aufweist. Ein
noch alkaliresistenteres Glas ist laut FALKAI [13], das Z-Glas, welches einen noch höheren
Anteil von Zirkonoxid aufweist als das AR-Glas. [4, S. 24 f]
Glastyp
Dichte
E-Modul
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
Filament
Garn
[g/cm³]
[10³ N/mm²] [10³ N/mm²] [10³ N/mm²]
[%]
A
2,46...2,48
70...74
3,1
-
C
2,45...2,52
70...74
3,1...3,4
3,5
D
2,14...2,16
55
2,46...2,5
3,0
E
2,52...2,60
72...77
3,4...3,7
3,3...4,8
R
2,50...2,53
83...87
4,4...4,75
4,1...5,4
S
2,45...2,55
75...88
4,3...4,9
4,2...5,4
Z
2,68
72
3,5
1,7
2,4
AR
2,68...2,70
21...74
3,0...3,5
1,4...1,7
2,0...4,3
Silica
2
56...66
0,8
0,6
1,5
Tab. 1.2: Physikalische Kennwerte wichtiger Glasfasern
Quelle: [4, S. 26]
1.2.2 Arten der Textilien
Rovings
Die in den Beton eingelegten endlos Faserstränge werden als Roving bezeichnet. Dieser
Roving ist ein Faserbündel aus mehreren Spinnfäden, die parallel nebeneinander liegen und
nicht miteinander verdreht sind. Diese Spinnfäden wiederum bestehen aus vielen Filamen-
ten. Diese Filamente werden auch als Elementarfaser oder Monofaser bezeichnet. Das Fila-
ment ist eine Endlosfaser mit einem nahezu kreisrunden Querschnitt. Zum Schutz der ein-
zelnen Spinnfäden werden diese mit einer Schlichte überzogen. Diese Schlichte sorgt dafür,
dass die Spinnfäden sicher zusammenhalten und das die Weiterverarbeitung durch die gute
Gleitfähigkeit ohne Schäden an den Spinnfäden gewährleistet ist. [5, S. 79 f] Des Weiteren

5
werden in der
Literatur [8, 12, 24] Angaben gemacht, in denen ein positiver Einfluss der
Schlichte auf die mechanischen Eigenschaften und die Dauerhaftigkeit der Glasfilamente
diskutiert werden.
Bei der Herstellung des AR-Glasrovings werden zwei Arten unterschieden: [12, S. 16]
1.
Wenn der AR-Glasroving für einen Beton mit Kurzfasern bestimmt ist, werden die
Rovings aus einer variierenden Anzahl an Spinnfäden, die wiederum aus mehreren
hundert Filamenten zusammengefasst sind, hergestellt. Diesen Roving nennt man
auch den so genannten Schneidroving. Wird dieser Roving dann wieder zerschnitten,
so zerfällt er in seine einzelnen Spinnfäden und kann sich dann wieder fein im Beton
verteilen.
2.
Die zweite Art des AR-Glasroving ist der Direktroving. Dieser wird direkt aus den
Filamenten zu einem Roving zusammengefasst.
Die Durchmesser der Glasfasern liegen im Durchschnitt bei 10 bis 30
m. Rovings, die aus
10 bis 40 Spinnfäden bestehen, weisen einen Durchmesser von ca. 1mm auf [3].
Textilien (flächige Strukturen)
In den textilbewehrten Beton werden die Rovings nicht nur als einzelne Faserstränge einge-
legt, sondern zu Gewirken, Gestricken, Geflechten oder aber Gelegen zu einer flächigen
Struktur verbunden.
Gewirke dienen zum einen als Trag- bzw. Fixiersystem für das tatsächliche Bewehrungssys-
tem und zum anderen als eine Art Abstandssystem. Durch diesen Abstand ist es möglich
mehrere Schichten in einem Abstand von 1mm bis etwa 12mm übereinander anzuordnen.
Gestricke sind textile Flächengebilde. Durch ihre ausgezeichnete Flexibilität und Drapier-
barkeit ist eine Ausformung komplexer Bauteile möglich. Allerdings ist der Einsatz her-
kömmlicher Gestricke als Bewehrung von Betonelementen zurzeit nur wenig sinnvoll, da
für Bewehrungszwecke gestreckte Fadensysteme zusätzlich eingebunden werden müssen.
Weiterhin ist eine unzureichende Fixierung der lastabtragenden Fadensysteme und die

6
schlechte Positionierbarkeit bei der Verarbeitung infolge der hohen Flächenelastizität als
negativ zu bewerten.
Geflechte sind flächige oder räumliche Strukturen. Die Hauptanwendungsgebiete liegen bei
der Bewehrung von Rohren und T-, U- oder I-Profilen. Allerdings ist die Bewehrung der
Profile erst im Versuchsstadium. Ein U-förmiges Geflecht wurde bereits erfolgreich mit der
Betonmatrix zu einem U-Träger verarbeitet.
Gelege sind textile Flächengebilde. Sie werden durch Aufeinanderlegen von Fadensystemen
in mindestens einer Richtung gebildet. Meist werden aber Gelege, die in mehreren Richtun-
gen verlaufen und die sich auch kreuzen, gebildet. Die Bezeichnung der Gelege geht auf ihre
Anordnung der Fadenlagen zurück (Bild 1.1). [4, S.33 bis 40]
Fasern
Ebenfalls ist es möglich, textilbewehrten Beton mittels loser Fasern herzustellen. Dabei wer-
den von den Herstellern die Fasern in den unterschiedlichsten Längen, Dicken (Feinheit)
und in den unterschiedlichsten Materialien angeboten.
Übliche Fasergehalte für etwa glasfaserbewehrten Beton liegen im Bereich von 1Vol.-% bis
5Vol.-% [1, S. 15].
1.3 Stofflicher Aufbau des textilbewehrten Betons
Der textilbewehrte Beton ist ein Verbundwerkstoff (englisch: composites). Der Verbund-
werkstoff besteht aus mindestens zwei Werkstoffen, dem Verstärkungsstoff und der Matrix
[4 S. 63]. Der Verstärkungsstoff ist ein Textil. Dieses Textil kann z.B. ein Gelege sein, wel-
ches aus Glasfaserrovings besteht. Die Matrix besteht aus Zement, Zuschlag, Wasser und
Zusätzen. Der vorschriftsmäßige Zement ist der DIN 1164 bzw. der DIN EN 197-1:2004-08
zu entnehmen. Da mit dem textilbewehrten Beton hauptsächlich dünne Bauteile hergestellt
werden sollen, ist darauf zu achten, dass der verwendete Zuschlag als Größtkorn 4mm nicht
übersteigt [5, S.81]. Durch diese Bedingung ist gewährleistet, dass das Korn von der Beton-
suspension voll umschlossen werden kann und das Korn durch die Maschen der textilen
Bewehrung noch hindurch gelangt. Weiterhin muss der Beton eine fließfähige Konsistenz
aufweisen, damit die Suspension alle Glasfasern im gesamten Umfang umschließen kann

7
und ein kraftschlüssiger Verbund mit dem Beton erreicht wird [4, S.68]. ,,Das Zugabewas-
ser muss der DIN 1045, Ausgabe 1988, Abschnitt 6.4.entsprechen" [5, S.81]. Bei den Be-
tonzusätzen unterscheidet man zwischen Zusatzstoffen und Zusatzmitteln. Als Zusatzstoffe
kommen Flugasche und als Zusatzmittel kommen Fließmittel und Luftporenbildner zum
Einsatz. [5, S.81] Weiterhin kommen nach HOLSCHEMACHER [6, S. 7] größere Anteile
an puzzolanischen oder latenthydraulischen Betonzusatzstoffen
,
wie Steinkohleflugasche,
Silikastaub oder Hüttensand
,
zum Einsatz. Dies führt zur Senkung des pH-Wertes des Be-
tons, was die Beständigkeit der beispielsweise verwendeten AR-Glasfasern deutlich verbes-
sert.
Die Rovings werden im Gegensatz zu lose in den Beton eingebrachte Fasern so in den Beton
eingelegt, wie es die spätere Belastung des Bauteils erfordert. So ist es möglich, die Beweh-
rung des Bauteils mit Textilien exakt auf die geforderte Belastung abzustimmen, so dass
keine teuren Textilien ohne Wirkung im Beton liegen. Bei losen Fasern wird der Effekt der
Wirkungslosigkeit der Fasern, aufgrund der falschen Lage in der Matrix, mit einkalkuliert.
Somit wird dann nur ein geringer Teil der Fasern zur Lastabtragung herangezogen. Bei den
Endlosfasersträngen (Rovings) ergibt sich aus dem belastungsorientierten Einbau, dass die
textile Bewehrung voll angerechnet werden kann. Nach ORLOWSKY [12] allerdings ist
hierbei zu beachten, dass auch bei einer AR-Glasbewehrung, die Korrosion des AR-Glases
durch die Alkalität des Betons einkalkuliert werden muss. Dies bedeutet, dass die Dauerhaf-
tigkeit der AR-Glasbewehrung nicht über die gesamte Nutzungszeit des Bauwerks bzw.
Bauteils gewährleistet werden kann und somit Abschläge auf die Festigkeit des Materials
vorgenommen werden müssen.
Dieser Effekt soll durch eine vermehrte Forschung weitestgehend vermindert werden. Dies
soll durch eine deutliche Verringerung der Poren in der unmittelbaren Umgebung der Ro-
vings und die damit einhergehende Abschwächung des alkalischen Milieus durch weniger
vorhandenes Porenwasser erreicht werden. [12]
Die erhöhte Tragfähigkeit der Rovings wird nicht nur durch die gezielte Einlage der Textil-
bewehrung im Baustoff erreicht, sondern auch durch ihre räumliche und flächige Anordnung
der Rovings untereinander. So ist es z.B. möglich, die Bewehrung multiaxial oder biaxial
anzuordnen (Bild 1.1). Diese Anordnung bezeichnet man dann als Gelege.

8
Wichtige Kennwerte für Glasfasern sind: die Rohdichte beträgt 2,7g/cm³, die Zugfestigkeit
liegt zwischen 1,5kN/mm² bis 2,5kN/mm², der E-Modul liegt zwischen 70000N/mm² bis
80000N/mm² und die Bruchdehnung ist >15
. [5, S. 82]
Bild 1.1: Multiaxiales Gelege (links) und biaxiales Gelege in Beton (rechts)
Quelle:
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122970324369-39398
1.4 Ziele dieser Arbeit
Ziele dieser Arbeit sind, die Darstellung des Entwicklungsstandes und die Untersuchung des
textilbewehrten Betons auf seine verbesserte Korrosionsbeständigkeit im Gegensatz zum
normalen unbewehrten Beton und dem Stahlbeton. Weiterhin soll geklärt werden, wie Be-
schichtungen, Beläge usw. bei Ersatz durch den textilbewehrten Beton im so genannten
schweren Korrosionsschutz nicht mehr benötigt werden und es sollen Anwendungsfälle auf-
gezeigt werden, inwieweit der textilbewehrte Beton bei diesen unterschiedlichsten Anwen-
dungsfällen zum Einsatz kommen kann.
Aus dem daraus gewonnen Ergebnissen ist ein Anwendungsfall in Zusammenarbeit mit dem
Säurebau Leipzig auszuwählen. Dabei steht aber der Aspekt der Wirtschaftlichkeit dieses
Anwendungsfalles als Auswahlkriterium im Vordergrund.

9
Für diesen Anwendungsfall sind dann technologische Empfehlungen für den Einsatz zu un-
terbreiten, unter einer möglichen Einbeziehung der Ergebnisse der durchgeführten Bestän-
digkeitsuntersuchungen.
Weiterhin sollen Vorschläge erarbeitet werden, wie der Baustoff textilbewehrter Beton, dem
2. Semester der Bauingenieure an der HTWK im Praktikum vorgestellt werden kann.
2 STAND DER KENNTNISSE
2.1 Begriffsbestimmung und Entwicklungstendenzen des textilbewehrten Beton
2.1.1 Begriffsbestimmung
Beton
Beton ist laut DIN 1045, Ausgabe 1988, Abschnitt 2.1.2 ein künstlicher Stein, der aus einem
Gemisch von Zement, Betonzuschlag und Wasser ­ gegebenenfalls auch mit Betonzusatz-
mitteln und Betonzusatzstoffen (Betonzusätze) ­ durch Erhärten des Zementleims (Zement-
Wasser-Gemisch) entsteht.
Obwohl für zementgebundene und faserverstärkte Bauteile fast ausschließlich nur Zuschläge
mit einem Größtkorn unter 4mm verwendet werden, wird für diese Mörtel (Feinbeton) in
Übereinstimmung mit dem größten Teil der Fachliteratur einheitlich der Begriff des Betons
verwendet [4, S.9].
Textilien
Der Begriff Textilien kommt aus dem lateinischen von texere und bedeutet weben oder
flechten. Charakteristisch für Textilien ist, dass sie meist aus Fasern bestehen und in zwei
Dimensionen sehr viel ausgedehnter sind, als in einer dritten Dimension. In der dritten Di-
mension sind die Textilien flach und dünn. [50]
Faser
,,Eine Faser ist ein im Verhältnis zur Länge dünnes und flexibles Gebilde. Fasern können
keine Druck-, sondern nur Zugkräfte aufnehmen, da sie bei Druckbelastung knicken. In Na-
tur und Technik kommen Fasern aller meistens in einem größeren Verbund vor. Sie bilden
eine bestimmte Struktur" [50].

10
Feinheit
Die Feinheit (auch als Titer bezeichnet) der Textilien wird in tex [4, S. 18] oder dtex [14, S.
447] angegeben.
1 tex =
1 g
(Gl.
2.1)
1000 m
1 dtex =
0,1 g
(Gl.
2.2)
1000 m
Die Querschnittsfläche A
f
eines Garns kann mit Hilfe der Gleichung 2.3 ermittelt werden.
A
f
=
tex
(Gl.
2.3)
Dies ist allerdings nur möglich, wenn das Gewicht eines ausreichend langen Abschnitts ge-
messen wurde. Bei Abschnitten mit nur wenigen Zentimetern Länge ist dies nicht möglich
und es ist auf das Prüfverfahren im Vibromat ME der Firma Textechno zurückzugreifen.
Hierbei wird ein einzelnes Filament akustisch in Schwingungen versetzt und aus optoe-
lektronischer Amplitudenmessung wird die Feinheit des Filaments ermittelt. [13, S. 23]
Die Zugfestigkeit eines Textils ist abhängig von seiner Feinheit und seinem Querschnitt.
Dieser Zusammenhang wird in Gleichung 2.4 verdeutlicht. [14, S. 447]
Feinheit [dtex] = 10
6
* Dichte [g * cm
-3
] * Querschnitt [cm²]
(Gl. 2.4)

11
Des Weiteren ist die Feinheit eines Rovings entscheidend für seine Festigkeit. In [17, S.63]
wurde in Versuchen gezeigt, dass Rovings mit geringeren Feinheiten höhere Festigkeiten
aufweisen. Dies wird damit begründet, dass Rovings mit höheren Feinheiten eine höhere
Anzahl an Filamenten aufweisen und somit auch eine Zunahme von Fehlstellen zu ver-
zeichnen ist. Es lässt sich aber daraus nicht ableiten, dass es von Vorteil ist, nur Rovings mit
niedriger Feinheit zu verwenden. Vielmehr ist die Vorschädigung, die jeder Roving auf-
weist, sei es eine Folge der Herstellung oder durch unsachgemäßen Einbau der Rovings
bzw. Textilien, zu berücksichtigen.
2.1.2 Entwicklungstendenzen des textilbewehrten Betons
Der textilbewehrte Beton wird den bewährten Baustoff Stahlbeton nicht verdrängen, aber er
wird den Stahlbeton in seinen Eigenschaften, wie z.B. verbesserter Korrosionsschutz der
Stahlbewehrung oder aber Minimierung der Erstrissbildung, die aufgrund der Hydratation
und dem damit verbundenen Schwinden des Betons entsteht, entscheidend verändern.
Da der textilbewehrte Beton ein sehr junger Baustoff ist, sind beim Einsatz von textiler Be-
wehrung, als tragende Bestandteile eines Bauteils, bis jetzt keine Normen in Deutschland,
die dies regeln, vorhanden. So ist es notwendig, für jedes Bauteil/Bauwerk entweder eine
allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder in speziellen Fällen eine Zulassung im Einzel-
fall zu erwirken.
Im nachfolgenden Kapitel 2.2 wird der Kenntnisstand der über den textilbewehrten Beton
zurzeit vorliegt, anhand von Eigenschaften, die der textilbewehrte Beton aufweist, näher
erläutert. Dies bedeutet, dass durch eine Verwendung der Textilien als zusätzliche Beweh-
rung oder aber als Hauptbewehrung, Eigenschaften erreicht werden, die ein unbewehrter
Beton oder ein stahlbewehrter Beton ohne diese Textilien nicht erreichen würde.
2.2 Gebräuchliche Versuche
Um für textilbewehrte Bauteile physikalische Kennwerte ermitteln zu können, werden die
unterschiedlichsten Versuche durchgeführt. Die wichtigsten drei Versuche werden nachfol-
gend kurz erläutert.

12
PULL-OUT-Versuch
Der PULL-OUT-Versuch ist ein grundlegender Versuch, der nicht nur Rückschlüsse auf das
Verbundverhalten, sondern auch auf die Versagensmechanismen des Verbundwerkstoffs
Textilbeton zulässt [18].
Bei dem PULL-OUT-Versuch werden der einseitige und der zweiseitige PULL-OUT-
Versuch unterschieden.
Einseitiger PULL-OUT-Versuch
Bei diesem Versuch wird ein Roving in eine Betonplatte mit den Abmessungen von HxBxT
= 50 x 50 x 5..30 mm³ in der Mitte der Betonplatte eingebettet. Die angegebenen 5...30mm
ist die mögliche Einbettungslänge des Rovings. In einer Prüfapparatur, wird der Prüfkörper,
mit dem zuvor fixierten Roving hergestellt und auch gelagert. Ebenfalls wird mit dieser
Prüfapparatur der Roving auf herausziehen aus der Betonplatte beansprucht. Während des
Pull-Out-Versuchs wird die Betonplatte gegen ein Widerlager gepresst und der Roving wird
so lange beansprucht, bis er reißt oder aber aus der Betonplatte gezogen wird. 18]
Im Anschluss an den PULL-OUT-Versuch ist es möglich, den Probekörper (Betonplatte)
mittels Lichtmikroskopie und REM (Rasterelektronenmikroskop) weiter zu untersuchen.
Bei Verwendung von Glasfaserrovings ist es bei einer lichtmikroskopischen Untersuchung
möglich, die Rovings zu ermitteln, die im Kontakt mit der Matrix stehen und somit kann die
Querschnittsfläche des Rovings ermittelt werden, die für die Lastabtragung wirksam war.
Weiterhin können mit der REM-Aufnahme Fehlstellen in der Verbundzone Matrix/Roving
und Schädigungen des Rovings detektiert und klassifiziert werden. [18]
Bei diesem Versuch sind nur eingeschränkt Aussagen zur Veränderung der Verbund- und
Zugfestigkeitscharakteristik des verwendeten Garns möglich. [19]
Zweiseitiger PULL-OUT-Versuch
Bei diesem Versuch wird ein Glasfaserroving in die Mitte eines 30 x 30mm² großen Beton-
querschnittes eingebettet. In der Mitte des Betonkörpers (in Längsrichtung gesehen) wird
eine Folie eingearbeitet, die den Betonquerschnitt auf 144mm² reduziert und somit eine

13
Sollbruchstelle ausbilden lässt. Dieser reduzierte Betonquerschnitt ist gleichzeitig Angriffs-
punkt für klimatische Beanspruchungen. Die Kraft wird mittels einbetonierter Ankerrohre in
den Prüfkörper eingeleitet. [19]
Hier wird die Kraft nicht wie beim einseitigen PULL-OUT-Versuch über das Garn, sondern
über den Feinbeton eingetragen. Dies hat den Vorteil, dass eine Garnschädigung außerhalb
des Betonkörpers, zu keiner Verfälschung des Messergebnisses führen kann. [19]
SIC-TEST
Beim SIC-Test (Strand in Cement) wird ein Spinnfaden, bestehend aus 100-204 Filamenten
bzw. ein Direktroving zentrisch in eine zementöse Matrix einbetoniert. Die Querschnittsflä-
che des Probekörpers beträgt 10mm x 10mm und die Länge beträgt 30mm. Der Roving wird
außerhalb des Betons und bis zu einer Tiefe von 5mm in den Beton hinein mittels Harz ver-
stärkt und im Übergangsbereich zum Beton mit Plastilin umgeben. Dadurch ergibt sich eine
beanspruchte Länge des Rovings von 20mm. Durch Lagerung des Probekörpers in Wasser
bei erhöhten Temperaturen wird der Probekörper beschleunigt gealtert und im Anschluss
wird die Zugfestigkeit des Spinnfadens bzw. des Rovings ermittelt. [12, S. 27]
Der SIC-Test ermöglicht Aussagen zur zeitlichen Entwicklung der Zugfestigkeit eines in
Beton eingebetteten Spinnfadens bzw. Rovings bei unterschiedlichen klimatischen Bean-
spruchungen [12, S. 28].
Für die bauaufsichtliche Zulassung von Glasfaserbetonen ist die Durchführung des SIC-
Tests vorgeschrieben [12, S. 27].
TSP-TEST
Da der PULL-OUT-Versuch und der SIC-Test keine ausreichenden Aussagen zur Dauerhaf-
tigkeit des Verbundwerkstoffs liefert, wurde der TSP-Test (Taillierte Streifenproben) entwi-
ckelt. Dieser gibt Aufschluss über Veränderungen des Bauteilverhaltens (Kraft-Dehnungs-
Verhalten, Rissbild) [45, S. 336 f].

14
Bei diesem Test werden mehrere Garne mittig zur Probendicke in eine taillierte Streifenpro-
be einbetoniert. Die eingesetzten Garne werden gleichmäßig auf dem 60mm breiten Probe-
körper verteilt. Die auf 105mm aufgeweiteten Flügel haben keine Bewehrung. Die durch
eine Vielzahl an Versuchen entwickelte Probengeometrie ermöglicht eine annähernd gleiche
Spannungsverteilung im mittleren Probenbereich (220mm). Durch die annähernd konstante
Spannung kann sich eine gleichmäßige Rissbildung entwickeln. Die Krafteinleitung erfolgt
über einen gelenkig gelagerten Bolzen, in eine Stahlplatte und von dort flächig über eine
Klebefuge in den Probekörper [45, S. 336 f].
2.3 Eigenschaften des textilbewehrten Betons
2.3.1 Tragverhalten
,,Das Typische Lastverformungsverhalten von textilbewehrtem Beton unter einaxialer Zug-
beanspruchung entspricht mit Ausnahme des Zustands III im Wesentlichen dem von Stahl-
beton" [26, S. 77]. Dieser Sachverhalt wird im Bild 2.1 verdeutlicht.
Bild 2.1: Spannungs-Dehnungs-Linie von textilbewehrtem Beton unter
einaxialer Zugbeanspruchung
Quelle: [26, S. 77]

15
Erreicht der Beton die Zugbruchdehnung, so geht er in den Zustand I (Erstrissbildung) über.
Die Kraft im Riss wird ausschließlich durch die Bewehrung aufgenommen. Steigt die Belas-
tung an, so kommt es zur weiteren Rissbildung (Zustand IIa). Dies geschieht dann, wenn
über den Verbund zwischen Textil und Beton zusätzliche Kräfte in den Beton eingeleitet
werden, die wiederum die Betonzugfestigkeit erreichen. Ist das abgeschlossene Rissbild
erreicht (Zustand IIb), bilden sich keine weiteren Risse und die Textilien werden bei einer
Belastungssteigerung bis zum Erreichen der Zugfestigkeit gedehnt. Der Zustand III ist bei
Verwendung einer Textilenbewehrung nicht vorhanden, da die verwendeten Materialien,
wie z.B. Glasfaser und Carbon kein plastisches Verformungsvermögen (Fließvermögen)
besitzen.[26, S.77; 37, S. 183 bis 186]
Die für das Tragverhalten wichtigen Verbundeigenschaften hängen direkt von den technolo-
gischen Randbedingungen bei der Rovingherstellung ab. Dies wird dadurch deutlich, dass
die Form der Rovings durch den textilen Flächenbildungsprozess und den betontechnologi-
schen Prozess stark beeinflusst werden. Im Lieferzustand handelt es sich meist um flache,
nur durch die Schlichte fixierte Rovingquerschnitte mit einer großen potenziellen Oberflä-
che für den Verbund zum Beton. Werden diese Rovings dann zum Textil verarbeitet, so re-
duziert sich die potenzielle Verbundoberfläche, da die Rovings zu einer kompakten Anord-
nung zusammengeführt werden. Durch das Betonieren kann es zu einer Veränderung der
Rovinganordnung untereinander kommen. Dies führt zu einer Verringerung der Verbundfes-
tigkeit, was auf einen geringeren inneren Verbund zurückzuführen ist. [26, S. 78]
Durch den Einsatz der Textilien im Beton sollen hauptsächlich folgende Eigenschaften ver-
bessert werden:
eine erhöhte Zug- und Biegefestigkeit
eine erhöhte Querkrafttragfähigkeit
eine erhöhte Druckfestigkeit
eine verbesserte Duktilität
eine erhöhte Schlag- und Stoßfestigkeit
eine verbesserte Grünstand- und Frühfestigkeit
eine Reduzierung der Schwindrissneigung des jungen Betons

Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2006
ISBN (eBook)
9783836643757
DOI
10.3239/9783836643757
Dateigröße
1.5 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig – Bauwesen, Bauingenieurwesen
Erscheinungsdatum
2010 (März)
Note
2,0
Schlagworte
textilbeton säureschutz textilien druckfestigkeit biegezugfestigkeit
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Titel: Textilbewehrter Beton als Korrosionsschutz
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