Diplom- und Abschlussarbeiten 2018/19

Untersuchung der Auswirkung von Polymerschlichten auf die Festigkeit von Carbon-Rovings in Textilbeton



Projektleiter

Anna-Lena Moosbrugger, 5aCT

Mitarbeiter

Maximilan Glasl, 5aCT


Zielsetzung

Ziel dieser Arbeit ist das erfolgreiche Erstellen einer im Bauwesen anwendbaren Methode der Faserbewehrung mit den erwähnten Polymerschlichten für die Textilbetonanwendung, die auch noch vor Ort angepasst werden kann und die angeforderten Kriterien erfüllt.Die Entwicklung dieser Methode basiert auf den repräsentativen Messwerten zur Auswirkung verschiedener Konzentrationen an Polymerschlichten, verschiedener Temperaturen und verschiedener Beschichtungsmethoden auf die Reißfestigkeit der Carbon Rovings und der Optimierung der Faserbewehrung.

Problemstellung

Textilbeton ist eine relativ neue Art für die Bewehrung von Betonteilen. Statt der üblichen Stahlbewehrung kommen als Bewehrungsmaterialien Carbon Rovings, also Multifilamentfasern aus Kohlenstoff, zum Einsatz. Einer der Vorteile einer solchen Bewehrung ist die Kraftübertragung von Zug- und Druckkräften auf mehrere tausend Fibrillen. Um dies zu gewährleisten, benötigt man entsprechende Polymerschlichten, die in der alkalischen Matrix des Betons intakt bleiben. Zum einen soll die Beschichtung als Haftvermittler zwischen den Rovings und dem Beton dienen, zum andern soll sie auch zur Verbesserung der Reißfestigkeit beitragen.

Ergebnisse

Es hat sich gezeigt, dass zwei oder mehr Schlichten die Zugfestigkeit zwar deutlich verbessern, aber trotzdem niedrigere Festigkeitswerte liefern als nicht bestickte Rovings mit einer Schlichte, bei denen die höchste Zugfestigkeit mit ca. 4900 N nach einer Fixierung bei 180 °C für sieben Minuten erreicht wurde. Um den Elastizitätsmodul des Rovings zu senken, eignet sich am besten das Auftragen von Epoxidharz. Der Pick-Up konnte bei beiden Variationen, sowohl bei den gestickten, als auch bei den nicht gestickten Rovings, mit keinen relevanten Kennwerten, wie zum Beispiel der maximalen Zugfestigkeit, in Verbindung gebracht werden. Das Mikroskopieren der Rovings hat hauptsächlich ergeben, dass der Pick-Up der nicht gestickten Rovings mit der zu erkennbaren Menge an Polypropylendispersion korreliert, aber der Pick-Up der gestickten Rovings sich nicht sehr darauf auswirkt. Es war möglich, höhere maximale Zugfestigkeiten und einen entsprechend besseren Zusammenhalt der Filamente zu erreichen als bei den unbehandelten Rovings, womit das Ziel dieser Diplomarbeit erreicht wurde.

Prototype

Beschichtete Carbon Rovings mit Harzhalterung

Prüfkörper

Technologien

Stickmaschine zur Gitterherstellung (Prüflinge von Carbon Rovings)

Untersuchung verschiedener Beschichtungsmethoden und deren Verhalten bezüglich der Carbon Rovings und/oder verschiedenen Temperaturen bei der Fixierung, Bewehrung von Carbon Rovings Untersuchung verschiedener Faserbewehrungen auf die Festigkeit der Carbon Rovings, Untersuchung des thermischen Verhaltens der bewehrten Carbon Rovings