Long-Term Durability of Carbon-Reinforced Concrete: An Overview and Experimental Investigations

Abstract

Despite intensive research on material properties of non-metallic technical textiles for internal reinforcement in concrete, the long-term durability is not yet fully understood. In this work, results of preloaded long-term durability tensile tests on carbon-reinforced concrete specimens under environmental factors of stress, temperature, moisture and alkalinity are presented. Based on investigations of non-metallic glass fiber reinforcements with polymer matrices, where strength losses occur over time, it was planned to derive a time to failure curve and to determine a reduction factor for the tensile strength of the carbon textile reinforcement. However, no loss of strength was discovered in residual capacity tests due to the high material resistance and therefore no reduction factor due to the environmental factors could be derived. After more than 5000 h of testing, the residual capacity tests showed an increase in the ultimate failure stress in comparison with the short-term tests. In addition to the long term-durability tests, the influence of the preloading was investigated. The preload was applied to the long-term tests and led to a straighter alignment and loading of the filaments and thus to an increase in the ultimate capacity.

Endo and Exoskeleton: New Technologies on Composite Materials

“…Different types of fibers could be distinguished according to their characteristics, which condition their use. Glass fibers are widely used in the production of structural composites in the aerospace, nautical and automotive fields, associated with different matrices, for example polyamide or epoxy, still synthetic resins [13][14][15]. Glass fiber is largely used in dental field, for single, multi teeth restauration ( Figure 1).…”

Brücken aus vorgespanntem Carbonbeton

“…Fest steht, dass die Carbonfasern alleine dauerhaft resistent gegenüber allen genannten Beanspruchungen sind . Allerdings könnte es bei dauerhaft hoher Beanspruchung durch Kriechen und durch Entstehung von Mikrorissen in der Matrix oder der Matrix‐Faser‐Grenzfläche zu Spannungsumlagerungen kommen, weswegen einige Fasern reißen . Ab einer kritischen Anzahl gerissener Fasern folgt eine Kettenreaktion und das plötzliche Versagen.…”

“…Zugelemente aus CFK haben im Vergleich zu solchen aus anderen FVK eine hohe Dauerstandfestigkeit . Es gibt dazu allerdings relativ wenig Veröffentlichungen, die aufgrund unterschiedlicher Untersuchungsparameter auch noch kaum vergleichbar sind . So gibt Ando für Carbonlitzen eine kritische Spannung von 79 % der mittleren statischen Bruchlast für 50 Jahre an.…”

Zuverlässigkeitsanalyse für biegebeanspruchte Textilbetonbauteile

“…Zur Berücksichtigung der eingeschränkten Dauerstandfestigkeit des AR‐Glastextils wird der Wert α t,A = 0,6 angesetzt. Für die Carbonbewehrung wird ein kleinerer Abminderungsfaktor α t,C = 0,9 gewählt . Zum Vergleich werden die Berechnungen nochmals ohne Abminderung mit α t,A = 1,0 bzw.…”