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PROJEKT PRO - Von Planern für Planer - Die Branchensoftware vernetzt Unternehmens- und Projektinformationen in einer zentralen Datenbank und bildet so für Ingenieure und Architekten die Grundlage für dynamisches Controlling und effizientes Management. Vielfältige Funktionalitäten bringen Struktur und Transparenz ins Planungsbüro, vereinfachen den Wissenstransfer und unterstützen den täglichen Arbeitsablauf - für mehr wirtschaftlichen Erfolg und mehr Zeit für Kreativität.
Erfahrungen aus dem Ingenieurbüro ab Seite A4 (Foto: PROJEKT PRO).

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Building Information Modeling (BIM) ist derzeit einer der am meisten diskutierten Begriffe der Bau- und Immobilienbranche. Auch im Facility-Management (FM) gewinnt der Einsatz von BIM immer mehr an Bedeutung. Das Ziel eines integrierten BIM-Prozesses stellt ein digitales Gebäudemodell dar, in dem alle erforderlichen Daten des gesamten Lebenszyklus enthalten und zugänglich sind. Eine Grundlage für den Datenaustausch bilden die Industry Foundation Classes (IFC), ein offener Standard zur Verbesserung der Interoperabilität von Planungsprozessen in der Bau- und Immobilienbranche. Auf IFC basieren weitere Schnittstellenstandards wie COBie und CAFM-Connect. Sowohl IFC als auch COBie und CAFM-Connect ermöglichen eine Übertragung von Bestandsdaten aus der Planungs- und Ausführungsphase in Systeme des Facility-Managements. Die Prozessdaten sowie die Historisierung der Prozessdaten, die im Rahmen des Facility-Managements entstehen, spielen jedoch in den vorgenannten Standards derzeit keine Rolle. Um ein vollständiges digitales Gebäudemodell über den gesamten Lebenszyklus zu erhalten, muss der IFC-Standard um weitere Property Sets zu Prozessdaten erweitert werden. Diese Property Sets enthalten sowohl Auftragsdaten, die durch den Auftraggeber definiert werden, als auch Zustands- und Verbrauchsdaten, die durch das FM generiert werden. Diese Daten können nach deren Erfassung nicht nur ausgewertet, sondern auch ohne Medienbruch an weitere Dienstleister im Rahmen des digitalen Gebäudemodells übergeben werden.

Integration of FM-process data in a virtual building model
Building Information Modeling (BIM) is currently one of the most discussed terms in the construction and real estate industry. In Facility Management (FM), the use of BIM is also gaining in importance. The aim of an integrated BIM process is to create a digital building model where all necessary data of the entire life cycle are integrated and accessible for users. The Industry Foundation Classes (IFC), an open standard for improving the interoperability of planning processes in the construction and real estate industry, is the basis for data exchange. Other standards such as COBie and CAFM-Connect are based on IFC. IFC, COBie as well as CAFM-Connect enable the transfer of inventory data from the planning and construction phase to facility management systems. The process data and the historicization of the process data that arise in the context of facility management are currently of no importance in the prementioned standards. In order to obtain a complete digital virtual building model over the entire life cycle, it is therefore necessary to extend the IFC standard to include further property sets that contain process data. These property sets contain order data defined by the customer as well as data on status and consumption generated by FM. This historicization data can then not only be evaluated after it has been recorded, but it can also be transferred to other service providers within the framework of the digital virtual building model without media discontinuity.

Ab Ende 2020 sollen alle vom Bund finanzierten Verkehrsinfrastrukturprojekte mit der BIM-Methode (BIM: engl. Building Information Modeling) realisiert werden. Die zielgerichtete Planung, der störungsfreie Bau und der anschließende Betrieb von Verkehrsanlagen benötigen aktuelle Zustandsdaten. Daten, die präzise Rückschlüsse auf die Geoposition, die Dimension, die Geometrie und die Beschaffenheit der Objekte zulassen. Das BIM-Fachmodell Ingenieurvermessung liefert diese Daten und steht am Anfang eines ganzheitlichen, digitalen Prozesses, wenn zukünftig Verkehrsinfrastrukturprojekte geplant, gebaut und letztlich auch betrieben werden sollen. Der folgende Beitrag aus der Praxis zeigt auf, worum es sich bei dem Modell handelt, wie es entsteht und welche Ergebnisse die am BIM-Prozess beteiligten Institutionen erwarten können.

The BIM-professional model Engineering Surveying
From the end of year 2020 all of the traffic infrastructure projects, which are funded by the federal government, should be realized by the BIM-method. It is necessary to provide current data status for a focused planning, an uninterrupted construction and for the following operation of traffic facilities. This data should allow precise conclusions of the geoposition, dimension, geometry and the properties of the objects. If future traffic infrastructure projects should be planned, built and finally be operated, the BIM-professional model Engineering Surveying supplies this data and is at the beginning of a holistic, digital process. The following contribution in practice shows which kind of model is presented, how it is created and what results the BIM-process involved institutions can expect.

Angesichts des Kostendrucks im Produktgeschäft stehen viele Unternehmen vor der Frage, wie sie ihr margenträchtigeres Servicegeschäft ausbauen können. Die Vernetzung von Produkten über das Internet of Things (IoT) ermöglicht neue Serviceangebote wie Fernwartung, Predictive Maintenance, funktionale (Software-)Updates usw. oder sogar innovative “Product as a Service”-Angebote. Statt z. B. Klimaanlagen zu verkaufen, verkauft der Hersteller nur noch die Klimatisierung eines bestimmten Raumvolumens pro Jahr und übernimmt auch die Verantwortung für die Wartung und Verfügbarkeit der Anlage. Voraussetzung für die Ausschöpfung dieser neuen Servicepotenziale ist zum einen eine engere Verzahnung der Prozesse in Entwicklung, Produktion und Service und zum anderen eine durchgängige Digitalisierung der Informationsflüsse von der Erstellung und Bereitstellung der Servicedokumentation über die Ersatzteilversorgung bis zur Rückkopplung von Änderung aus dem Feld in die Serviceorganisation. Eine konsequente Digitalisierung der servicerelevanten Informationen erlaubt zugleich ihre Visualisierung im Produktkontext mithilfe von Verfahren der Augmented Reality (AR) oder auch die Nutzung der digitalen Produktmodelle für die additive Fertigung von Ersatzteilen vor Ort.
Im Folgenden werden, aufbauend auf dem gleichzeitig veröffentlichten Whitepaper, die Möglichkeiten einer durchgängigen Nutzung digitaler Daten im Service mit der PROSTEP Service-Content-Lösung erläutert und Potenziale für die Effizienzsteigerungen aufgezeigt, die sich daraus für die Prozesse im Ersatzteilwesen und After Sales ergeben.

Efficient service content creation
In the light of increasing cost pressure many businesses need ideas for expanding revenue triggering repair, maintenance and overhaul offerings. The Internet of things (IoT) interconnects their products and allows new service offerings like remote management, predictive maintenance, functional software updates over the air and other offerings as product as a service. Instead of selling air conditioning appliances, manufacturers may offer air flow control capacities for volumes of air at a controlled temperature per year and manage behind the scenes maintenance level and uptime. Two of the essential preconditions for utilizing this new business opportunities are a strong link between product development, production and after sales, and the seamless digitalization of the flows of information between the creation and provisioning of the maintenance manuals, the spare part management and the feedback from service providers in the field and change management.
In the following the opportunities for seamless utilization of digital information in service enabled by the PROSTEP Service Content Solution will be demonstrated and potential benefits for increased efficiency of processes in spare part management and aftersales are outlined based on the whitepaper.

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Die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen wird nachhaltig durch das Vordringen betonschädigender bzw. korrosionsfördernder Stoffe (Kohlendioxid, Chloride, Säuren, Sulfate, Alkalien usw.) in das Betongefüge bestimmt. Um diese Prozesse gering zu halten, wird vor allem auf ein dichtes Gefüge der Mörtelmatrix durch entsprechend niedrigen Wasserzementwert geachtet. Werden Betonbauteile während ihrer Nutzung zyklisch beansprucht, findet im Betongefüge sehr schnell eine Degradation in Form von mikrostrukturellen Schädigungen statt. Diese zeigen sich nicht makroskopisch, sondern in Form von feinsten Mikrorissen mit Breiten von etwa 5-15 &mgr;m in der Mörtelmatrix. Diese begünstigen wiederum den Eintrag von flüssigen Medien und damit auch betonangreifenden Stoffen.
Typische Beispiele hierfür sind Verkehrsflächen aus Beton, die zum einen durch Verkehrslasten hohen zyklischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, zum anderen im Winter mit alkalihaltigen Taumitteln beaufschlagt werden. Solch eine externe Alkalizufuhr begünstigt eine betonschädigende Allkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) nachhaltig. Ähnlich verhält es sich auch bei Offshore-Windenergieanlagen im Meerwasser.
In einschlägigen Untersuchungen lag der Fokus auf der Charakterisierung der Degradationseffekte auf mikrostruktureller Ebene des Betons sowie auf dem Transportverhalten von flüssigen Medien in sowohl intaktes als auch so vorgeschädigtes Betongefüge.

Impact of fatigue-induced microcracks in concrete on the fluid ingress
The durability of concrete structures is sustainably impaired by the ingression of deleterious substances (carbon dioxide, chloride, acids, sulfates, alkalis, etc.) into the concrete microstructure. In order to minimize these processes, it is important to create a dense structure of the mortar matrix through an accordingly low water-cement ratio. If concrete structures are exposed to cyclic loading during their operating life, a degradation takes place within the concrete in the form of microstructural damages. These do not show macroscopically, but rather in the form of microcracks with widths from 5-15 &mgr;m within the mortar matrix. These in turn promote the ingress of fluid media and thus deleterious substances.
Typical examples are concrete traffic areas, that are exposed to cyclic loading through traffic on the one hand and alkaline de-icing agents during wintertime on the other hand. Such an external alkali supply promotes a deleterious alkali silica reaction (ASR) significantly. Similar conditions can be observed for offshore wind energy plants in alkaline seawater.
The focus of the relevant investigations lay on the characterization of the degradation effects on a microstructural level as well as the transport behavior of fluid media in intact as well as pre-damaged concrete structures.

Für den Schutz abwandernder Fische vor einer schädlichen Turbinenpassage können Rechen-Bypass-Systeme eine wirksame Maßnahme sein. Um möglichst viele Fische auf ihrer abwärtsgerichteten Wanderung durch ein solches System zu schützen, sollten die Verhaltensweisen der Fische bei der Bemessung des Systems Berücksichtigung finden. In ethohydraulischen Untersuchungen mit Aalen, Äschen, Flussbarschen, Lachssmolts und Rotaugen wurden geometrische und hydraulische Parameter eines Vertikalrechens getestet, um über die Kombination aus Verhaltensbeobachtungen der Fische und Strömungsmessungen Erkenntnisse über die Wirkung des Rechens zu ermitteln. Die Ergebnisse der Auswertung der Verhaltensweisen zeigen, dass neben der Anströmgeschwindigkeit vor allem der Rechenstababstand einen maßgebenden Einfluss auf die Filterwirkung eines Rechens und das Suchverhalten der Fische hat.

Effect of geometrical and hydraulic parameters on the behaviour of migrating fish at hydropower facilities
To protect migrating fish from harmful turbine passages, bar racks and bypasses can be effective mitigation measures. The number of fish that are protected by facilities like these can be increased if the behaviour of fish is considered during its design process. The effect of hydraulic and geometrical aspects of bar racks was tested by means of ecohydraulic studies with eels, graylings, perches, salmons and roaches. The combination of behavioural studies and flow examination offers the possibility to gain insight into parameter-behaviour interactions. These studies proved that apart from the approach velocity the bar rack spacing is the most influential parameter with regard to the screening effect of the bar rack as well as the searching behaviour of fish.

Die gängige Methode zur Beurteilung der Grundbruchsicherheit von Fundamenten bei seismischer Beanspruchung basiert auf dem Ansatz von pseudo-statischen Beschleunigungskräften, welche die Trägheitskräfte aus dem Überbau und im Boden repräsentieren. Die einzelnen Komponenten der klassischen dreigliedrigen Grundbruchgleichung in der DIN 4017 werden hierfür mit geeigneten Abminderungsfaktoren versehen. Ergebnisse hierzu aus neueren numerischen Studien werden zusammengestellt. Eine Alternative stellen kuppelförmige 3-D-Grenzfächen der Tragfähigkeit als Kombinationen von Vertikallast, Horizontallast und Biegemoment dar, die zum Versagen führen. Auch die DIN-Gleichung kann in eine solche Grenzfläche umgewandelt werden. 3-D-Grenzflächen werden für den Fall eines rein kohäsiven und eines kohäsionslosen Bodens verglichen und bewertet. Ein weitverbreitetes FEM-Programm mit einer Grenzbedingung nach MOHR-COULOMB wird eingesetzt, um den Einfluss der Lastneigung und -exzentrizität sowie der Trägheitskräfte im Boden für typische Konfigurationen numerisch zu erfassen. Die Eignung der FEM als robuste Berechnungsmethode wird bestätigt, wobei alle Modellierungsdetails adäquat berücksichtigt werden müssen. Auf den Einfluss des Dilatanzwinkels wird gesondert eingegangen. Es wird gezeigt, dass die erweiterte Grundbruchgleichung für die praktische Anwendung sehr gut geeignet ist und zudem den Vorteil eines stetigen Übergangs vom statischen zum seismischen Lastfall bietet.

Assessment of pseudo-static methods for the bearing capacity of footings under seismic loading
The common method for assessing the bearing capacity of foundations under seismic loading is based on the assumption of pseudo-static acceleration forces which represent the inertial forces from the superstructure and those in the ground. The components of the classic tripartite bearing capacity equation in DIN 4017 are provided with suitable reduction factors for this purpose. Results from recent numerical studies are compiled. An alternative representation is a dome-shaped 3-D bearing strength surface in terms of combinations of vertical load, horizontal load, and bending moment that lead to failure. The equation in the DIN can also be converted into such a surface. 3-D surfaces are compared and evaluated for the case of a purely cohesive and a cohesionless soil. A widely used FEM code with a Mohr-Coulomb constitutive model is then applied to numerically capture for typical configurations the effects of load inclination and eccentricity as well as of the inertial forces in the soil. The suitability of the FEM as a robust calculation means is confirmed, provided that all modelling details are adequately considered. The influence of the dilation angle is discussed separately. It is shown that the extended bearing capacity equation is particularly suitable for the application in design, and also offers the advantage of a steady transition from the static to the seismic loading case.

In der jüngeren Vergangenheit sind wieder vermehrt Schlosssprengungen bei Stützwandkonstruktionen aus kombinierten Stahlspundwänden aufgetreten. Zur Diskussion und Prüfung der gegenwärtigen Empfehlungen hat der Ausschuss Ufereinfassungen (EAU) im Jahr 2016 einen Arbeitskreis zu Kombinierten Spundwänden berufen, der sich mit der Herstellung von kombinierten Spundwänden unter der Vermeidung von Schlosssprengungen auseinandergesetzt hat. Die abgeschlossene Arbeit des Arbeitskreises wird im vorliegenden Beitrag kurz vorgestellt.

Report of the working group of combined sheet pile walls
In the recent past, there has been an increase in the number of interlock openings of combined sheet pile walls. In order to discuss and review the current recommendations, the Committee for Waterfront Structures, Harbours and Waterways (EAU) has appointed a working group to prevent further interlock opening. The results of the group are presented briefly in this article.

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Nachrichten:
Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2019 - Shortlist der nominierten Projekte
Bauboom setzt sich fort: Umsätze steigen um 11 Prozent

Veranstaltung: Rückschau auf das 22. Dresdner Baustatik-Seminar

Firmen und Verbände: Neues DBV-Merkblatt “Brückenmonitoring”

Aus den Hochschulen: BIM Center Aachen an der RWTH Aachen gegründet

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Die V. FRAAS Solutions in Textile GmbH ist Entwickler und Produzent von textilen Betonbewehrungen. Vor allem die Carbon-Gittergelege der Marke SITgrid® eröffnen neue Perspektiven bei der bautechnischen Instandsetzung und Verstärkung von marodem Stahlbeton sowie bei der Herstellung von Beton-Fertigteilen. Eine aktuelle und bahnbrechende Neuentwicklung ist SITgrid® 041, das als 2D Carbongelege mit extrem hoher Leistungsfähigkeit völlig neue Maßstäbe in der Carbonbewehrung setzt - vor allem als statische Bewehrung. Mit der Carbonbewehrung SITgrid® 041 können erstmals Betone mit einem Größtkorndurchmesser von bis zu 8 mm gegossen werden. Darüber hinaus können die Strukturen dieser neuen Carbonbewehrung nicht nur bei Hochleistungsbetonen, sondern auch bei Standardbetonen ihre Leistungsfähigkeit ausspielen. (Foto: FRAAS Solutions in Textile GmbH)

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Carbonbeton ermöglicht dünne Querschnitte und leichte, hochfeste Tragwerke. Dies wird im vorliegenden Beitrag am Beispiel eines leichten, vorgefertigten Deckenträgers demonstriert, der einfach montierbar z. B. als Ersatz von sanierungsbedürftigen Trägern in Bestandsbauten einsetzbar wäre. Hierbei kommt ein neuartiges zementgebundenes Verbundmaterial, bestehend aus Schichten von betongetränkten Nadelvliesstoffen sowie carbonbewehrtem Feinbeton, zur Anwendung, mit feiner Rissbildung und hoher Duktilität. Der Träger ist als dünne zylindrische Schale mit seitlichen Stegen konzipiert. Neben Material, Entwurf und Herstellung beschreibt der Beitrag experimentelle und numerische Untersuchungen zum Spannungs-Dehnungsverhalten des Verbundmaterials sowie zum Tragverhalten des Deckenträgers. Bei geringem Gewicht wird eine sehr hohe Tragfähigkeit nachgewiesen, welche die Gebrauchslasten um ein Vielfaches überschreitet. Entwurf sowie experimentelle und rechnerische Analysen sind exemplarisch und sollten ein größeres Anwendungsspektrum ermöglichen.

Development of a novel lightweight carbon concrete ceiling support - Experimental and numerical investigations
Carbon concrete allows thin cross sections and lightweight, high-strength structures. This is demonstrated in the present article using the example of a lightweight ceiling support, which is easy to assemble, e.g. would be used as a replacement for rehabilitation of overburdened ceiling supports in existing buildings. Here, a novel cement-bonded composite material consisting of layers of concrete-impregnated needled nonwovens and carbon-reinforced fine concrete with fine cracking and high ductility is used. The ceiling support is designed as a thin cylindrical shell with lateral webs. In addition to material, design and production, the article describes experimental and numerical investigations on the stress-strain behavior of the composite material as well as the load-bearing behavior of the ceiling support. At low weight, a very high load capacity is demonstrated, which exceeds the service loads by a multiple. Design as well as experimental and computational analyzes are exemplary and should enable a wider range of applications.

Im Rahmen eines durch die Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) geförderten Vorhabens des Lehrstuhls für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) werden an Sandwichwänden mit unterschiedlichen Vorsatzschalen unter Variation von zahlreichen Randbedingungen systematische thermische Untersuchungen durchgeführt.
Sandwichfassaden werden bisher vor allem aus Stahlbeton mit Vorsatzschalendicken zwischen etwa 70 und 100 mm ausgeführt. Die erforderliche Dicke ergibt sich hierbei unter anderem aus den einzuhaltenden Betondeckungen, um den Bewehrungsstahl dauerhaft vor Korrosion zu schützen. Aktuelle Entwicklungen ermöglichen z. B. durch textilbewehrte Betone sehr flexibel formbare Vorsatzschalen, die aufgrund der korrosionsbeständigen textilen Bewehrung und der hohen Festigkeiten mit Vorsatzschalendicken von gerade einmal 20-30 mm auskommen. Im Hinblick auf diese Entwicklung ist das Ziel des o.g. Forschungsvorhabens, die für die Bemessung maßgebenden Temperaturgrößen und -gradienten sowohl numerisch als auch experimentell nachzuweisen und geeignete Nachweisformate für die Praxis bereitzustellen. Neben diversen numerisch gestützten Analysen wird das Temperaturverhalten von großformatigen Vorsatzschalen mit 30 und 80 mm Dicke in einem in-situ Naturversuch über eine gesamte Wetterperiode (365 Tage) untersucht. Ergänzende experimentelle Untersuchungen im Labor mittels einer eigens entwickelten multifunktionalen Klimakammer (Simulation verschiedenster Wetterszenarien) schließen das Vorhaben ab.

Facing concrete shells of sandwich walls under thermal loads
Within the framework of a research project funded by the Zukunft Bau research initiative of the Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety (BMUB), the Chair of Concrete and Masonry Structures of the Technical University of Munich (TUM) performs extensive thermal investigations on precast concrete sandwich wall panels with different facing shells taking in to account numerous boundary conditions.
So far, building facades made of precast concrete sandwich panels are mainly realized by utilizing reinforced concrete members with a facing shell thickness of about 70 to 100 mm. Among other things, the thickness results from the required concrete cover to protect the reinforcing steel against corrosion permantly. By applying recent developments such as e.g. textile reinforcement and high performance concrete it is possible to build versatile facing shells, which thanks to the corrosion-resistant textile reinforcement and the achievable high strength may be designed with a reduced shell thickness of about 20 to 30 mm. With respect to this perspective, the aim of the above mentioned research project is to both numerically and experimentally derive realistic temperature values and gradients and provide an appropriate design approach for engineering practice. Hereby, in addition to various numerical analyses, the main focus is laid on the development of a full-scale in-situ test setup and the investigation of the actual temperature behavior of large facing shells with a thickness of 30 and 80 mm respectively over one entire weather period (365 days). Complementary laboratory investigations by means of a project-specifically developed multifunctional climate chamber (simulation of different weather scenarios) conclude the research project.

Im Bauwesen findet die Verwendung von Faserverbundkunststoffen (FVK) immer mehr Anwendung. Im Speziellen werden Bewehrungsstäbe aus Carbonfasern vermehrt im Bauwesen eingesetzt, da diese resistent gegenüber Korrosion sind und für den Anwendungsfall sehr gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Jedoch müssen bei der Verwendung von Carbonstäben wesentliche Eigenschaften beachtet werden, um sie effizient und ihrem hohen Leistungspotenzial entsprechend einzusetzen. Nach einem geschichtlichen Überblick zur Verwendung von FVK-Stäben im Bauwesen werden in diesem Beitrag wesentliche mechanische Merkmale und grundlegende Mechanismen von Carbonstäben vorgestellt. Zusätzlich erfolgt ein Ausblick auf das Zug- und Verbundtragverhalten von Carbonstäben.
In geplanten Folgebeiträgen wird aufbauend auf den hier vorgestellten grundlegenden Informationen ausführlich auf das Zug- und Verbundtragverhalten von Carbonstäben eingegangen.

Rebars made of carbon fibres for the use in civil engineering: part 1: fundamental material characteristics
Nowadays, the request for non-metallic reinforcement for buildings, bridges or many other structures is increasing daily. Especially reinforcements made of carbon fibers are highly recommended for civil engineering. Those fibers are resistant against any kind of corrosion. Moreover carbon fibers offer high tensile strengths. But by designing and constructing with carbon reinforcements some crucial facts have to be considered to achieve an optimized structure. In this paper some important aspects by construction with non-metallic rebars will be presented. The main focus is on rebars made of carbon fibers, because those rebars show a high potential for civil engineering. Therefore the principal material behavior is described. Moreover an outlook for further investigations will be obtained. Especially the tensile and the bond behavior will be pointed out in detail in following papers.

Textilbewehrung ist ein innovativer Werkstoff, der es ermöglicht, leichte, filigrane Bauwerke auch im Betonbau umzusetzen. Der Werkstoff besteht aus Multifilamentrovingen, die nach heutigem Stand der Technik mit einer Tränkung aus Reaktionsharzen oder wässrigen Dispersionen versehen werden, um die Verbundeigenschaften zu verbessern. Untersuchungen, die am Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass bei hohen Beanspruchungen vor allem epoxidharzgetränkte Textilien zum Abspalten der Betondeckung neigen. In diesem Zusammenhang wurden weiterführende Untersuchungen vorgenommen. In dieser Veröffentlichung wird versucht, die unterschiedlichen Einflussparameter auf eine beginnende Spaltrissbildung zu identifizieren und zu quantifizieren. Dazu sind Verbunduntersuchungen an Rovingen durchgeführt worden, an denen die einzelnen Einflussparameter separiert wurden. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem die Querschnittsgeometrie und die Längsform der Rovinge eine entscheidende Rolle auf das Verbundverhalten und die Entstehung von Spaltrissen hat, wohingegen der Knotenwiderstand von untergeordneter Bedeutung ist. Aufbauend auf diesen Untersuchungen können Überlegungen zur Modifizierung von bisher am Markt erhältlichen Textilien vorgenommen werden, um eine Neigung zur Spaltrissbildung zu verringern.

Influencing parameters on longitudinal cracking in textile reinforced concrete
Textile reinforcement is an innovative material combination, allowing to create lightweight, filigree structural elements. It consists of multifilament yarns, which state of the art nowadays are impregnated with reactive resin or aqueous dispersion, to increase bond performance. Investigations carried out at the institute of structural engineering at TU Wien have shown a tendency to a spalling of the concrete cover, especially for textile reinforcement bonded with epoxy resin. Further investigations were carried out on this topic. In this publication, different influences on longitudinal cracking are observed and quantified. To gain this information bond tests on rovings were carried out, trying to separate all different influencing parameters on longitudinal cracking on their own. It can be shown that especially the geometry of the cross section and the geometry in longitudinal direction have a significant influence on the bond performance and the cracking behavior, whereas the influence of the knot resistance is of minor importance. Based on this investigations, modifications of common textile reinforcement available nowadays on the market can be discussed, to avoid a spalling of the concrete cover in the future and to further push the acceptance of textile reinforcement.

Für einen breiten Einsatz von Carbonbeton in der Baupraxis muss der Verbund zwischen Betonmatrix und Bewehrungselementen auch bei hohen Temperaturen sowie im Brandfall gewährleistet sein. Anorganisch imprägnierte Faserbewehrungselemente bieten eine vielversprechende Alternative zu den marktüblicheren polymerimprägnierten Carbonstrukturen, deren Verbundleistung sich mit steigender Temperatur deutlich verschlechtert. Wesentliche Herausforderung bei der Herstellung von mineralisch gebundenen Carbonfaserarmierungen ist die Auswahl einer passenden Verarbeitungstechnologie und geeigneter Rohstoffe. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dieser Herausforderung und konzentriert sich auf die mechanische Leistungsfähigkeit von dünnen Bewehrungsstäben aus mineralisch imprägnierten Carbonfasergarnen. Anhand von Auszugsversuchen wird gezeigt, dass die neuen Bewehrungselemente unter Temperaturbeanspruchung im Vergleich zu den polymerimprägnierten Referenzmaterialien einen deutlich besseren Verbund zum Beton aufweisen und dass der Verbund auch bis zu 500 °C hinreichend leistungsfähig bleibt.

Bond behavior of mineral-impregnated and polymer-impregnated reinforcement structures made of carbon fibers at temperatures up to 500 °C
For a wide application of carbon reinforced concrete in the construction sector, the bond between concrete matrix and the reinforcing elements must be guaranteed also at high temperatures and in the case of fire. Inorganic impregnated fibre reinforcements offer a promising alternative to the common, commercially available polymer impregnated structures, whose bonding performance deteriorates dramatically with increasing temperature. The main challenges in the production of mineral bonded carbon fibre reinforcements are the development of a suitable processing technology and the choice of appropriate raw materials. The paper at hand deals with these challenges and focuses on the mechanical performance of thin reinforcement rebar made of mineral impregnated carbon fibre yarns. Pull-out tests show that this new reinforcement possesses a significantly better bonding behaviour towards concrete at elevated temperature in comparison to the polymer-impregnated reference materials. The bond remains sufficient even at a temperature of 500 °C.