CFK-vorgespannte Fußgängerbrücken aus Carbonbeton in Systembauweise
01.09.2015 bis 31.08.2018
Solidian GmbH
Im Verbundforschungsvorhaben "CFK-vorgespannte Fußgängerbrücken aus Carbonbeton in Systembauweise" (CFC-SYS) soll eine innovative Lösung zur Herstellung von eleganten und dauerhaften Fußgängerbrücken erarbeitet werden. Bei Betonbrücken treten häufig Korrosionsschäden an der Betonstahl- und Spannstahlbewehrung auf. Kosten- und arbeitsintensive Sanierungen oder Ersatzneubauten sind die Folge. CFC-SYS verwendet für die vorgespannte und schlaffe Bewehrung nichtkorrosive Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (kurz: CFK oder Carbon), was nachhaltige und dauerhafte Konstruktionen ermöglichen wird. Durch den Einsatz eines gefügedichten Betons sind keine zusätzlichen Deckschichten für den Gehweg notwendig, sodass Instandsetzungskosten entfallen. Eine für den Einsatz einer Carbonvorspannung notwendige einfache und wiederverwendbare Verankerungstechnik ist aber nicht verfügbar. Im Vorhaben werden alle Bewehrungskomponenten aus Carbon entwickelt, die zur Umsetzung eines CFK-vorgespannten Brückensystems notwendig sind. Demonstratoren zur Vorspanntechnik und zum Fertigteiltragwerk sollen die Herstellbarkeit und das Potential aufzeigen. Aufgrund der hohen Dauerhaftigkeit kann CFC-SYS der Gesellschaft große finanzielle Einsparung bieten und somit volkswirtschaftliche Schäden aus der Brückensanierung abwenden.
Gewerbepark Hügelmühle 41, 91174 Spalt
Dipl.-Ing. (FH) Patrick Linsenbühler
T: +49-9175-9080731 | F: +49-9175-9080720
patrick.linsenbuehler(at)cg-tec.de
13N13536
Im Rahmen des Teilvorhabens "Praxistaugliche Spannbewehrung aus carbonfaserverstärktem Kunststoff für vorgespannte, filigrane Betonbauteile" wird die Firma CG TEC eine hochfeste Carbonstabbewehrung und zusammen mit der Firma Solidian und dem Hochschulinstitut IMB der RWTH Aachen die dafür notwendige Einspannung der Vorspanntechnik erforschen. Die geplante, vorgespannte Stabbewehrung aus CFK stellt das Schlüsselelement für CFC-SYS dar. Diese soll, in Analogie zu Spannbewehrung aus Stahl, durch eine vorher aufgebrachte Vorspannung den im Verbund stehenden Beton druckbelasten und damit ungünstigen Zugkräften im Beton entgegenwirken. Von besonderer Bedeutung ist dabei die im Vergleich zu Stahl höhere Zugfestigkeit der Carbonfasern. Hierdurch werden höhere Vorspannkräfte und damit eine bessere Ausnutzung des Brückenquerschnitts möglich. Ein weiterer Vorteil gegenüber Stahlbewehrung ist die außerordentlich gute Beständigkeit gegenüber korrosiven Medien. Die Einwirkung von Taumitteln und Kohlenstoffdioxid führt bei Betonstahl zu Korrosion und erfordern teils erhebliche Betonüberdeckungen zum Schutz der Bewehrung. Da Carbon korrosionsbeständig ist, können geringere Betonüberdeckungen und damit dünnwandigere Brückenquerschnitte realisiert werden.
Die geringeren Brückenquerschnitte ermöglichen es, Rohstoffe und CO2-Emmissionen bei der Herstellung und dem Transport von Betonteilen einzusparen. Durch die Korrosionsbeständigkeit können Instandhaltungsarbeiten auf ein Minimum reduziert werden. Dieses vermindert sowohl die direkten Kosten für die Instandhaltung als auch indirekte Kosten aus Verkehrsbehinderungen.
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Sigmaringer Straße 150, 72458 Albstadt
Dr. Ing Christian Kulas
T: +49-7431-103118 | F: +49-7431-1063118
christian.kulas(at)solidian.de
13N13536
Im Rahmen des Teilvorhabens "Erforschung von Hochleistungscarbontextilien und einer Spanntechnik für Carbonstäbe" werden von der Firma solidian Hochleistungscarbontextilien mit auf CFC-SYS zugeschnittenen Eigenschaften erforscht und eine wiederverwendbare Vorspanntechnik für querdruckempfindliche Carbonstäbe erarbeitet.
Erst aufgrund der großen Korrosionsbeständigkeit und Tragfähigkeit von Carbonbewehrungen, wie Carbontextilien und Carbonstäben, lassen sich sehr filigrane Querschnitte mit großen Spannweiten realisieren. Durch eine Tränkung mit Epoxidharz können die Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit weiter gesteigert und die Carbontextilien zudem in beliebige Formen gebracht werden. Dadurch lässt sich auch ein effektiver Herstellprozess erzielen.
Carbonstäbe eignen sich aufgrund der genannten Vorteile hervorragend für die Vorspannung von filigranen Bauteilen. Fragestellungen bezogen auf die effektive Verankerung der querdruckempfindlichen Carbonstäbe für große Vorspannungen während des Herstellprozesses sind bislang nicht geklärt. Deshalb soll eine wiederverwendbare Vorspanntechnik, die wirtschaftlich in Fertigteilwerken verwendet werden kann, erforscht werden.
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Fakultät 3 - Bauingenieurwesen
Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Aachen
13N13536
Teilvorhaben: Tragverhalten (IMB) sowie Dauerhaftigkeit und Temperaturbeständigkeit (ibac) von CFK-vorgespanntem Carbonbeton
(Derzeit liegt keine Beschreibung des Teilvorhabens vor.)
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