Entwicklung eines neuartigen Prüfverfahrens zur Untersuchung der Zugfestigkeit von Fasersträngen für textile Bewehrungsstrukturen

Analysis of the tensile mechanical characteristics of flexible carbon fibre strands and development of a novel test method

Für die sichere Anwendung von Carbonbeton in der industriellen Praxis sind aussagekräftige Prüfverfahren zur reproduzierbaren Bestimmung der mechanischen Kennwerte textiler Bewehrungen, insbesondere der Zugfestigkeit, von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der Vielfältigkeit der textilen Garne hinsichtlich Garntyp und Fasermaterial gibt es eine Vielzahl von Prüfverfahren für die zugmechanischen Eigenschaften von Faserverbundstoffen. Für die Bestimmung der Zugfestigkeit von Bewehrungsgelegen, auf die sich die Untersuchungen beschränken, werden zwei Referenzprüfverfahren näher untersucht. Es handelt sich um die Prüfnorm gemäß der ISO 3341 und gemäß der DIN EN 10618. Prüfungen mit diesen Verfahren erfolgten an zwei verschiedenen textilen Gelegen mit Tränkung aus Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR). Die Tränkungsmittel bestimmen die Biegesteifigkeit sowie die Druckfestigkeit und Steifigkeit der textilen Gelege. Die Analyse der mit den Prüfverfahren durchgeführten Untersuchungen zeigt, dass die ISO 3341 zur zugmechanischen Kennwertbestimmung getränkter Gelege aufgrund geometrischer und prüfmethodisch bedingter Unzulänglichkeiten nur einen Kompromiss darstellt. Bei der Prüfung gemäß DIN EN ISO 10618 wird verfahrensbedingt wegen ungenügender oder gar nicht vorhandener Tränkung ein Kennwert ermittelt, der mit dem für die Baupraxis relevanten Kennwert aus Dehnkörperversuchen nicht korreliert. Wegen der Defizite der genormten Prüfverfahren wurde ein neuartiges Prüfverfahren entwickelt, das es erlaubt, reproduzierbare und verlässliche Kennwerte zu ermitteln. Dieses Verfahren verwendet ein Klemmsystem, bei dem eine Klemmbacke mit einem Leder belegt und auf der anderen auf dem Stahl eine mit Feilhieb erzielte Struktur erzeugt wird. Das Leder bewirkt eine schonende Einbettung der Faserstränge, während die strukturierte Oberfläche einen Schlupf verhindert. Das neuartige Prüfsystem wurde anhand geeigneter Parameter evaluiert. Zur Validierung des neuen Prüfverfahrens fanden Ringversuche statt, deren Ergebnisse mit denen von Dehnkörperversuchen verglichen wurden. Bei allen untersuchten Gelegen konnte eine hohe Übereinstimmung der Zugfestigkeitswerte an den Fasersträngen verglichen mit den Dehnkörperversuchen festgestellt werden. Zusammenfassend wird festgestellt, dass das Prüfverfahren zur Bestimmung der Zugfestigkeit textiler Carbonbewehrung einsatztauglich ist. ABSTRACT IN ENGLISH: For the establishment of carbon concrete in industrial practice, test methods for the reproducible determination of the mechanical properties of textile reinforcement structures are essential, especially the tensile strength. For this purpose, a novel test method was developed and qualified in the context of the research project C3-V1.2. With this method carbon fibre strands from flexible, stiff and conditionally bendable reinforcement laid webs can be characterized with regard to their tensile strength with little preparation effort and in a reproducible way. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Wendler, J
    • Hahn, L
    • Farwig, K
    • Nocke, A
    • Scheerer, S
    • Curbach, M
    • Cherif, C
  • Publication Date: 2020-9

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 325-34
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 95
    • Issue Number: 9
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01774549
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 8 2020 6:31AM