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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Einsatzmoeglichkeiten von Kohlefasern im Brueckenbau

Im Forschungsvorhaben "Einsatzmoeglichkeiten von Kohlefasern im Brueckenbau" sollten die Moeglichkeiten eines Einsatzes von Kohlefasergelegen als schlaffe Bewehrung im Brueckenbau untersucht werden. Fuer den Einsatz der Kohlefasergelege im Beton wurde in einem ersten Schritt ein Feinbeton mit einem Groesstkorn von 4 mm entwickelt. Im weiteren erfolgte die Entwicklung eines selbstverdichtenden Betons mit 4 beziehungsweise 8 mm Groesstkorn in Zusammenarbeit mit der Universitaet Leipzig. Nach zunaechst durchgefuehrten Verbundversuchen an Einzelfasern unterschiedlicher Staerke beziehungsweise mit und ohne Epoxidharzbeschichtung wurden Pull-Out-Versuche an Kohlefasergelegen durchgefuehrt. Zunaechst konnte festgestellt werden, dass eine Epoxidharzbeschichtung notwendig ist, um einen grossen Faseranteil im Beton aktivieren zu koennen. Die Pull-Out-Versuche zeigten, dass bereits mit einer kleinen Einbindelaenge (10-12 cm) die von der Kohlefaser aufnehmbare Zugkraft vollstaendig im Beton verankert werden kann. Nach einer Vorbemessung, fuer die zunaechst die Zugkraft der Laengsfaeden des Kohlefasergeleges bestimmt wurde, erfolgte die Durchfuehrung von Bauteilversuchen zur Bestimmung der Biegetragfaehigkeit kohlefaserbewehrter Platten. Die in der Vorbemessung angenommene Bruchlast konnte in den Versuchen bestaetigt werden. Diese zeigten bei gleicher Bruchkraft gegenueber einer stahlbewehrten Platte groessere Durchbiegungen, die jedoch gut mit der aufgrund des kleineren Querschnitts geringeren Steifigkeit im gerissenen Zustand erklaert werden kann. Weiterer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich des Einflusses der Kohlefaserlaengsbewehrung (Anteil der Kohlefaserbewehrung im tragenden Querschnitt, Verduebelung der Rissufer bei Auftreten des Schraegrisses) auf die Schubtragfaehigkeit von Platten.