Aushärtung von Epoxidharzklebstoffen zur nachträglichen Verstärkung von Tragwerken mit CFK-Lamellen

摘要

Polymers open access to new production methods. This also applies for civil engineering. Post-strengthening of concrete structures with bonded CFRP-straps is only one example. For the successful application of such a method the specific mechanical behaviour of the polymers used, especially their temperature and time dependency needs to be considered. Curing of the adhesives used is usually determined by stamp pull-off tests. By this method only the adhesion between material and concrete is examined. Thus, the cohesion of the material which dominates the long-term behaviour and the mechanical properties of the material itself is not taken into account. These properties are strongly influenced by the degree of curing of the adhesive used. In this context the question of thermal application limits and of creep behaviour are of special interest. As an example a system with a German technical approval for post-strengthening of concrete structures consisting of an epoxy adhesive and a CFRP-strap was investigated. Some significant differences in the material behaviour in dependence of curing conditions and the ambient temperature were found. Especially the performed dynamic mechanical analysis (DMA) underlines the importance of an exact determination of the thermal application limits.%Kunststoffe eröffnen Zugang zu neuen Fertigungstechniken, auch im Bauwesen. Hierzu gehören z.B. Klebearmierungen mit CFK-Lamellen zur nachträglichen Bewehrung von Betonkonstruktionen. Für den erfolgreichen Einsatz ist das besondere mechanische Verhalten dieser Kunststoffe zu berücksichtigen. Dazu gehört vor allem die Temperatur- und Zeitabhängigkeit. In der Regel wird die Erhärtung solcher Klebstoffe mittels Stempelabzugsversuchen ermittelt, dabei lassen sich jedoch vorwiegend die adhäsiven Eigenschaften des Klebstoffs ermitteln. Das kohäsive Verhalten, das die Langzeiteigenschaften und das mechanische Verhalten des Materials bestimmt, bleibt dabei weitgehend unberücksichtigt. Diese Eigenschaften werden maßgeblich durch den Aushärtgrad des Klebers beeinflusst. Hierbei interessieren besonders die Frage der thermischen Einsatzgrenzen und das Kriechverhalten. Beispielhaft werden im vorliegenden Artikel ein bauaufsichtlich zugelassenes System zur nachträglichen Betonbewehrung bestehend aus CFK-Lamellen und Epoxidharz-Klebstoff untersucht. Es werden dabei deutliche Unterschiede des Materialverhaltens in Abhängigkeit von den Aushärtebedingungen und den Umgebungstemperaturen deutlich. Insbesondere die durchgeführten dynamisch-mechanischen Analysen (DMA) machen deutlich, wie wichtig es ist, die thermischen Einsatzgrenzen solcher Materialien zuverlässig zu bestimmen.