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Textilbeton ist ein neuer Verbundwerkstoff mit besonderen Eigenschaften. Dieser Beitrag soll dem Bedarf nach einer allgemeinverständlichen Einführung in das Konstruieren mit Textilbeton für Praktiker entgegenkommen. Da Textilbeton den vorhandenen Erfahrungsbereich in vielerlei Hinsicht verlässt, sollen seine besonderen Eigenschaften sowie Gemeinsamkeiten und Unterschiede zur Stahlbetonbauweise erläutert werden. Im Einzelnen werden Anforderungen an die Fasermaterialien, typische Materialien und Technologien für die Herstellung von textilen Bewehrungen und Textilbeton erläutert. Die Diskussion verschiedener Fallbeispiele existierender Anwendungen dient der Demonstration der Besonderheiten und der Leistungsfähigkeit dieses Verbundwerkstoffs und wichtiger Grundprinzipien für das Konstruieren mit Textilbeton. Die Zusammenstellung typischer Kennwerte soll dem Leser ermöglichen, eigene Überlegungen zum Einsatz dieses innovativen Verbundwerkstoffs anzustellen.

Zum Tragverhalten von Carbonbeton gibt es bereits umfangreiche Forschungsarbeiten und Ingenieurmodelle für grundlegende Belastungsarten. Bei vielen Anwendungsbereichen ist jedoch auch das Verhalten unter Druckbeanspruchung von Interesse, um das Tragverhalten im Detail erklären zu können. Carbonbeton zeigt hier ein charakteristisches Tragverhalten, das sich von dem bekannten des Stahlbetons unterscheidet. Wesentliche Ursache dieser Unterschiede ist das Unvermögen der textilen Bewehrung, quer zu den Fasern einen nennenswerten Tragwiderstand aufzubauen. Da systematische Tests hierzu noch ausstehen, soll das Tragverhalten von Carbonbeton unter einaxialer Druckbeanspruchung detailliert untersucht werden. In diesem Beitrag werden die Einrichtung und Optimierung eines geeigneten Versuchsaufbaus beschrieben, welcher die genaue Aufnahme des Spannungs‐Dehnungs‐Zustands von kleinformatigen Carbonbeton‐Probekörpern ermöglicht. Im Anschluss werden erste experimentelle Ergebnisse vorgestellt, fundamentale Zusammenhänge und mögliche Erklärungen des Materialverhaltens diskutiert.

With the innovative composite material carbon-reinforced concrete, thin-walled, high-performance components can be realized. A combination of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) bars and non-metallic textile grids is advantageous as it exploits the full potential of the high-performance materials to reduce dead loads, increases durability, and extends lifespan. For new components with such mixed reinforcement, applicable design concepts and engineering rules are necessary to accurately determine the structural and deformation behavior. To validate models and detailing rules previously developed, three large carbon reinforced concrete I-beams were designed and tested to failure with a realistic line load. CFRP bars served as principal bending reinforcement, whereas shear and flange reinforcement consisted of textile grids. Results showed that existing models for bending using variation of strain distribution as well as non-linear finite-element analysis predicted the flexural behavior of structural components with mixed reinforcement in ultimate limit state (ULS) appropriately. Yet, calculation of shear capacity requires further studies to determine textile reinforcement contribution and estimate reduction for concrete strength in reinforced compression struts. For serviceability limit state (SLS), three methods for determination of deflection delivered good results. In future, a rethinking is required with regard to the ductility and robustness of CFRP-reinforced concrete components. In this respect, pronounced cracking as well as the large ultimate strain and deflection compensate for the lacking yield capacity of the reinforcement.

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