Detailergebnis zu DOK-Nr. 52160
Reparatur und Verstärkung von Betonbauwerken durch die Anwendung nachträglicher Spannkräfte mit Formerhaltungs-Legierungen (Orig. engl.: Repair and strengthening of concrete structures through application of corrective posttensioning forces with shape memory alloys)
| Autoren |
P. Soroushian K. Ostowari A. Nossoni |
|---|---|
| Sachgebiete |
15.0 Allgemeines, Erhaltung 15.3 Massivbrücken |
Washington, D.C.: National Academy Press, 2001 (Transportation Research Record (TRB) H. 1770) S. 20-26, 18 B, 7 Q
Formerhaltungs-Legierungen (shape memory alloys) haben die Eigenschaft, Formen oder Verformungen, die bei niedrigen Temperaturen erzeugt wurden, wiederzuerlangen, nachdem sie über eine Transformationstemperatur hinaus erhitzt und wieder abgekühlt worden sind. Dabei werden hohe Spannungen oder Kräfte erzeugt, die dazu benutzt werden können, korrigierende Kräfte auf Bauteile zu übertragen und diese für eine Reparatur oder Verstärkung zu verwenden. Zu diesem Zweck werden Stäbe aus derartigen Legierungen (hier aus Kostengründen auf der Basis von Eisen) vorgedehnt, am Bauteil verankert und einer elektrischen Widerstandsaufheizung unterzogen (dies kann sehr einfach und praktisch überall mit Baustellen-Generatoren erfolgen), um die damit ausgelösten Kräfte auf das Bauteil zu übertragen. An beschädigten Bauteilen (hier Stahlbetonbalken mit ungenügender Scherfestigkeit) wurden Labortests durchgeführt, wobei es gelang, die volle vorherige Tragfähigkeit wieder zu erreichen. Spätere Schadenswirkungen konnten durch erneute Aufheizung der Stäbe ebenfalls wieder behoben werden. Hierzu wurde eine Entwurfsmethodologie entwickelt und in Labortests überprüft. Danach wurden entsprechende Feldversuche durchgeführt. Damit steht ein relativ einfaches und wirkungsvolles Verfahren zur Reparatur oder Verstärkung beschädigter oder mangelhafter Bauteile zur Verfügung. Eingegangen wird auf Wahl und Eigenschaften geeigneter Legierungen, die praktische Anwendung an einem bestehenden Bauwerk mit Rissbildungen und die erzielbaren Kräfte bzw. Spannungen; so wurde z.B. eine Rissweite von 0,55 mm durch Nachspannung über eine Erhitzung auf 300 °C um 40 % auf 0,32 mm reduziert, wobei die Spannkraft eines Stabes nach natürlicher Abkühlung etwa 10 000 N erreichte.