Verfahren zur Klebeverbindung eines bandförmigen Zuggliedes mit einer Betonoberfläche

Abstract

 Zur Klebeverbindung eines bandförmigen Zuggliedes (3) mit einer Betonoberfläche (1) zum Zweck der Ertüchtigung oder Sanierung von Betontragwerken wird in eine Kleberschicht (5) zwischen der Betonoberfläche (1) und dem bandförmigen Zugglied (3) ein Gewebe (6) als Abstandhalter eingelegt. Das Gewebe (6) ist vorzugsweise ein Glasfasergewebe.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klebeverbindung eines bandförmigen Zuggliedes mit einer Betonoberfläche mittels einer zwischen der Betonoberflache und dem bandförmigen Zugglied aufgebrachten Kleberschicht.

[0002] Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit (Sanierung) von Tragwerken aus Stahlbeton oder Spannbeton ist es bekannt, nachträglich an der Betonoberfläche bandförmige Zugglieder aufzukleben. Wenn Zugglieder in gespannten Zustand auf eine Betonoberfläche geklebt werden, so wird die Klebefuge auf Dauer durch die aus der Einleitung der Vorspannkraft resultierende Schubkraft beansprucht. Um Kriechverluste infolge dieser Schubbeanspruchung der Klebefuge zu vermeiden, werden Klebstoffe mit möglichst geringem Verformungsmodul verwendet, die eine im ausgehärteten Zustand weitestgehend starre Klebefuge ergeben.

[0003] Als Zugglieder werden aus Handhabungsgründen vorzugsweise hochfeste, dünne und damit vergleichsweise leichte Bänder eingesetzt. Diese Bänder aus hochfesten Materialien verhalten sich üblicherweise bis zum Bruch linear elastisch; ein Fließplateau, d.h. ein Bereich mit über den Dehnungsweg angenäherte gleichbleibender Kraft, stellt sich bei solchen hochfesten Materialien nicht ein.

[0004] Wenn so beschaffene bandförmige vorgespannte Zugglieder Risse in der Betonoberfläche überbrücken, die sich bei der Belastung des Tragwerks öffnen, so besteht bei dem beschriebenen starren Klebeverbund die Gefahr, daß das Zugglied jenseits der beiden Rißufer im Rißbereich so weit gedehnt wird, daß es zu einem plötzlichen Bruch kommt, ohne daß sich dieser in Form einer plastischen Verformung ankündigen wurde.

[0005] Dieser Mangel an Duktilität ist nachteilig und schränkt den möglichen Ausnützungsgrad der Zugglieder wesentlich ein. Daher muß in Bereichen, in denen Risse zu überbrücken sind, ein Klebeverbundmittel gewählt werden, das selbst eine bestimmte Verformbarkeit aufweist, d.h. einen hohen Verformungsmodul hat, so daß bei einer Rißöffnung ein Dehnungsausgleich im Zugglied über eine Länge stattfinden kann, die deutlich größer ist als der Zuwachs der Rißbreite. Derartige Klebeverbundmittel mit hohem Verformungsmodul sind aber wegen der damit verbundenen Kriechverluste als Dauerverankerung ungeeignet.

[0006] Über die Kleberschicht müssen die Zugkräfte aus dem Zugglied herausgeleitet und in den Betonkörper eingeleitet werden. Dies geschieht über Schubbeanspruchungen in der Kleberschicht, die mit einer Schubverzerrung einhergehen. Diese Schubverzerrungen hängen nicht nur vom Schubmodul des Klebermaterials, sondern auch von dessen Schichtdicke ab.

[0007] Bei geringer Schichtdicke und hohem Schubmodul wird die Kraft aus dem Zugglied über eine sehr kurze Länge und damit also bei sehr hohen Schubbeanspruchungen ausgeleitet. Wenn diese Schubbeanspruchungen die Haftfestigkeit des Klebermaterials auf der Betonoberfläche überschreiten, so reißt das bandförmige Zugglied reißverschlußartig von der Betonoberfläche ab.

[0008] Bei ausreichend dicker Kleberschicht und Verwendung von Klebermaterial mit geringem Schubmodul kann die Kraft über eine größere Länge und damit bei geringeren Schub- oder Haftspannungen ausgeleitet werden. Die Einsatzmöglichkeit wird dann jedoch durch die Kriechverformung begrenzt, die bei größeren Schichtdicken und geringerem Schubmodul auftritt, so daß sich das bandförmige Zugglied durch diese Kriechverformungen entspannen kann.

[0009] Die beschriebenen Schwierigkeiten treten nicht nur bei der bekannten Verklebung von bandförmigen Zuggliedern über ihre gesamte Länge auf, sondern insbesondere auch bei einer den Gegenstand einer nichtvorveröffentlichten älteren Patentanmeldung (197 42 210) bildenden Verklebung, bei der das bandförmige Zugglied in einem mittleren, vorgespannten Bereich seiner Länge mit Klebermaterial mit hohem Verformungsmodul und an seinen beiden, nicht-vorgespannten Endbereichen mit Klebermaterial mit niedrigem Verformungsmodul mit der Betonoberfläche verbunden wird. Die gezielte Auswahl und Einhaltung der Eigenschaften der Klebeverbindung in diesen beiden unterschiedlichen Bereichen, ist hierbei besonders wichtig.

[0010] Während die spezifischen Verformungseigenschaften des Klebermaterials durch seine Auswahl und Zusammensetzung vorgegeben werden können, ist für die auftretenden Schubbeanspruchungen und insbesondere die Schubverzerrungen in der Kleberschicht die Einhaltung einer genau definierten Schichtdicke von entscheidender Bedeutung.

[0011] Dies ist baupraktisch jedoch schwierig. Bisher wird die Kleberschicht mit einer Lehre auf das bandförmige Zugglied aufgetragen, so daß zunächst zwar eine definierte Schichtdicke eingehalten werden kann. Daran anschließend wird das bandförmige Zugglied jedoch auf die Betonoberfläche aufgelegt und angepreßt, beispielsweise mittels eines Rollers. Dabei ergeben sich je nach Anpreßdruck unterschiedliche Schichtdicken, so daß nach dem bisherigen Stand der Technik die genaue Einhaltung einer vorgegebenen Schichtdicke nicht zuverlässig möglich ist und entscheidend vom Geschick des Ausfuhrenden abhängt.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß ein definierter kriecharmer Haftverbund zwischen dem bandförmigen Zugglied und der Betonoberfläche mittels einer Kleberschicht erzielt wird, deren Schichtdicke genau vorgegeben werden kann und sich auch beim Anpreßvorgang nicht unkontrolliert ändert.

[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Kleberschicht ein Gitterraster als Abstandhalter zwischen der Betonoberfläche und dem bandförmigen Zugglied angeordnet ist.

[0014] Dieses Gitterraster, das vorzugsweise durch eine zwischen die Betonoberfläche und das bandförmige Zugglied eingelegte Gitterbahn gebildet wird, die beispielsweise ein Gewebe ist, dient einerseits als Abstandhalter zwischen der Betonoberflache und dem bandförmigen Zugglied, so daß beim Anpressen eine definierte Schichtdicke erreicht und eingehalten werden kann. Andererseits führt die Verwendung des Gitterrasters dazu, daß die Verklebung zwischen der Betonoberfläche und dem, bandförmigen Zugglied im wesentlichen nur noch im Bereich der Gitteröffnungen stattfindet, wobei sich durch die Wahl der Anzahl und Weite der Gitteröffnungen die Klebefläche an besondere Klebereigenschaften anpassen läßt.

[0015] Darüber hinaus wird die Kleberschicht durch die Gitterbahn bewehrt; über die Gewebelänge wird ein Mitnahmeeffekt der Schubverzerrungen erzwungen. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung der Schubbeanspruchungen und damit der Haftbeanspruchungen an den Grenzflächen.

[0016] Vorzugsweise ist die Gitterbahn flexibel. Als zu verwendendes Gewebe hat sich Glasfasergewebe als besonders vorteilhaft herausgestellt, weil es bei hoher Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit eine hohe Zugfestigkeit aufweist.

[0017] Außerdem wird über das Gewebe ein Mitnahmeeffekt aus benachbarten Bereichen erreicht.

[0018] Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Gitterbahn ein Lochblech oder eine Lochfolie.

[0019] Die Gitterbahn kann mit der Oberfläche des bandförmigen Zuggliedes verbunden ein. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gitterbahn, vorzugsweise das Lochblech oder die Lochfolie, mit der Unterseite des bandförmigen Zuggliedes verklebt, verschweißt oder durch Aufschmelzen verbunden ist.

[0020] Stattdessen kann auch vorgesehen werden, daß das Gitterraster durch eine Profilierung der zu verklebenden Unterseite des bandförmigen Zuggliedes gebildet wird, so daß eine rippen- oder noppenartige Oberflächenstruktur entsteht, wobei die Rippen oder Noppen als Abstandhalter dienen.

[0021] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

[0022] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 in einem Ausschnitt ein auf eine Betonoberfläche aufgeklebtes bandförmiges Zugglied in einem senkrecht zur Betonoberfläche verlaufenden Schnitt und

Fig. 2 einen vergrößerten, schematisierten Schnitt ähnlich der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2 mit einem eingelegten Lochblech und

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich den Fig. 2 und 3 mit einer profilierten Oberfläche des bandförmigen Zuggliedes.

[0023] Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit (Sanierung) eines Betontragwerks ist auf eine Betonoberfläche 1 eines Betonkörpers 2 ein bandförmiges Zugglied 3 aufgeklebt, das beispielsweise aus Stahllamellen oder aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kunststoffband besteht. Die Verbindung zwischen der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3, das vorgespannt sein kann, und der Betonoberfläche 1 erfolgt durch eine Kleberschicht 5.

[0024] In die Kleberschicht ist ein beispielsweise aus Glasfasergewebe bestehendes Gewebe 6 eingelegt. Das Gewebe 6 bildet eine als Abstandhalter zwischen der Betonoberfläche 1 und dem bandförmigen Zugglied 3 wirkende Gitterbahn, die dafür sorgt, daß beim Anpressen der mit der Kleberschicht 5 versehenen Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 gegen die Betonoberfläche 1 eine vorgegebene Schichtdicke d eingehalten wird.

[0025] Wie in Fig. 2 durch schematisierte Darstellungsweise gezeigt ist, sind zwischen benachbarten Gewebefäden 6a des Gewebes 6 aus dem Klebermaterial bestehende "Stempel" 5a ausgebildet, deren seitliche Abmessungen durch die Maschenweite des Gewebes 6 bestimmt sind und deren Höhe der durch das Gewebe 6 vorgegebenen Schichtdicke d entspricht.

[0026] Vorzugsweise wird ein Glasfasergewebe mit einer Dicke von ca. 0,5-1 mm und einer Maschenweite von ca. 2-4 mm verwendet. Die Verklebung ist im wesentlichen nur in den Gewebemaschen wirksam.

[0027] Das in Fig. 3 in einem Schnitt entsprechend der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß als Gitterbahn zur Bildung des Gitterrasters ein Lochblech 7 zwischen der Betonoberfläche 1 und der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 eingelegt ist. Anstelle des Lochblechs 7 kann auch eine Lochfolie verwendet werden. In den Löchern des Lochblechs 7 werden ebenfalls "Stempel" 5a der Kleberschicht 5 ausgebildet.

[0028] Das Lochblech 7 oder die Lochfolie kann mit der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 vor dem Klebevorgang verbunden werden, beispielsweise durch Klebung, Verschweißen oder durch Aufschmelzen.

[0029] Hiervon unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 4 dadurch, daß das Gitterraster im Bereich der Klebeschicht 5 dadurch gebildet wird, daß die Unterseite 4' des bandförmigen Zuggliedes 3 profiliert ist und beispielsweise Rippen 8 aufweist, die an der Betonoberfläche 1 zur Anlage kommen und zwischen denen die "Stempel" 5a der Kleberschicht 5 ausgebildet sind.

[0030] Die Haftbeanspruchungen an der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 und/oder an der Betonoberfläche 1 wird außer durch die Auswahl des geeigneten Klebermaterials im wesentlichen durch die Abmessungen der beschriebenen "Stempel" 5a aus Klebermaterial bestimmt, die unter den auftretenden Kräften eine Schubverzerrung erfahren.

[0031] Damit wird die Duktilität der Klebeverbindung, vorzugsweise einer CBC-Klebeverbindung so erhöht, daß ein für die Kraftausleitung aus dem bandförmigen Zugglied und für die Krafteinleitung in die Betonoberfläche 1 günstigerer Schubspannungsverlauf erreicht wird. Insbesondere wird die Verformbarkeit des Klebermaterials heraufgesetzt, ohne jedoch das Kriechverhalten negativ zu beeinflussen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Klebeverbindung eines bandförmigen Zuggliedes mit einer Betonoberfläche mittels einer zwischen der Betonoberfläche und dem bandförmigen Zugglied aufgebrachten Kleberschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kleberschicht (5) ein Gitterraster (6,7,8) als Abstandhalter zwischen der Betonoberfläche (1) und dem bandförmigen Zugglied (3) angeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterraster durch eine zwischen die Betonoberfläche (1) und das bandförmige Zugglied (3) eingelegte Gitterbahn (6,7) gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterbahn (6,7) flexibel ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterbahn ein Gewebe (6) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (6) ein Glasfasergewebe ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (6) ca. 0,5-1 mm dick ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (6) eine Maschenweite von ca. 2-4 mm aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterbahn ein Lochblech (7) oder eine Lochfolie ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daS die Gitterbahn (6, 7) mit der Oberfläche (4) des bandförmigen Zuggliedes (3) verbunden ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterbahn (6, 7) vorzugsweise das Lochblech (7) oder die Lochfolie, mit der Unterseite (4) des bandförmigen Zuggliedes (3) verklebt, verschweißt oder durch Aufschmelzen verbunden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterraster durch eine Profilierung (8) der zu verklebenden Unterseite (4) des bandförmigen Zuggliedes (3) gebildet wird.

Zeichnung