Sensorbasierte Kohlefasertextilarmierungen für Monitoring und Verstärkung

Stefan Käseberg, Maria Barbara Schaller, Michael Kuhne

Im Betonbau hat sich die Bauteilverstärkung mit CFK-Systemen (Kohlefaserverstärkten Kunststoffen) bewährt. Zu den Vorteilen zählen neben einem hohen E-Modul und großer Zugfestigkeit auch Korrosionsbeständigkeit sowie ein geringes Kriechen und Schwinden.

Neben den genannten Vorteilen weisen CFK-Materialien aber auch Nachteile auf. Zu diesen zählen neben dem spröden Materialversagen das wenig duktile Verbundverhalten zwischen Betonoberfläche und CFK-Material sowie die nicht abschließend geklärte Langzeitstabilität. Moderne faseroptische Messsysteme können Dehnungen, Risse etc. zuverlässig überwachen.

In diesem Beitrag sollen deshalb sensorbasierte Textilarmierungen vorgestellt werden, die sowohl zur Tragwerksertüchtigung als auch in der Bauwerksüberwachung Verwendung finden können. Im Rahmen des regionalen Wachstumkerns \"highStick\" werden durch das Forschungsprojekt \"Sensorbasierte Textilarmierung\" technische Textilien, wie Kohlefaser-Sheets (CF-Gelege), mit optischen Fasern bestickt. Der Verlauf der optischen Faser auf dem Textil kann frei gewählt werden, wodurch sich z. B. eine Temperaturkompensation in mechanisch entkoppelten Bereichen realisieren lässt. Die Fixierung am Bauteil geschieht mittels Epoxidharzklebern, die das technische Textil durchdringen und gleichzeitig den Klebeverbund zum Bauteil herstellen. Am Bauteil entsteht ein sensitiver Faserverbundwerkstoff, der äußerst flexibel eingesetzt werden kann. Neben der Bauwerkertüchtigung sind z. B. auch reine Monitoringaufgaben möglich.


Schlüsselbegriffe: Kohlefaserverbundwerkstoffe, Bauwerksüberwachung, optische Faser, technisches Sticken

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