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Aktiv geregelte thermische Induktion zur Verstärkung von Stahlbetontragwerken

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Zusammenfassung

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Aktiv geregelte thermische Induktion zur Verstärkung von Stahlbetontragwerken“ soll ein Verfahren zur nachträglichen Verstärkung von Bestandsbauwerken entwickelt werden, bei dem die in Schlitzen verlegte Zusatzbewehrung für das Eigengewicht vollständig wirksam wird. Kernidee ist es, gezielt und kontrolliert die Schlitze von außen zu temperieren und damit den Spannungszustand von initialer Bewehrung (As0) –gedehnt durch das Eigengewicht – und nachträglich ergänzter Bewehrung (ΔAs) – vorgedehnt durch das Erwärmen – anzugleichen. Das Aufheizen bewirkt eine Dehnung der Zusatzbewehrung und führt zu einer Schnellerhärtung des, zum Verfüllen der Schlitze eingesetzten, hochfestem Beton (HPC). Die schnell aufgebaute Verbundspannung des HPC verhindert, dass die Bewehrungsstäbe nach dem Abkühlen in ihren Ausgangsdehnungszustand zurückkehren. Somit ist die ergänzte Bewehrung thermisch vorgespannt. Der Gesamtquerschnitt aus initialer und ergänzter Bewehrung reagiert somit sowohl für den Gebrauchszustand (Beschränkung von Rissen) als auch für die Tragfähigkeit (Biege- bzw. Axialtragfähigkeit bei Stahlversagen) als gemeinsame Einheit.
Eine wesentliche Herausforderung ist, den Wärmeeintrag bis zum ausreichenden Härten des Verfüllmaterials (HPC) auf die Schlitze zu beschränken. Ein „Durchwärmen“ des Querschnitts führt bei statisch bestimmten Systemen allein zu Verkrümmung bzw. Dilatation und zu keiner thermischen Vorspannung der ergänzten Bewehrung. Diesen Herausforderungen hinsichtlich experimenteller Umsetzung und thermischer Regelung stellt sich das Forschungsprojekt.

Ansprechpartner

Yannik Schwarz, M.Sc.

Forschungspartner