Verstärkung von Kohlenstofffasern
Kohlefaserverstärkung ist eine Methode zur Nachrüstung oder Verstärkung bestehender Betonstrukturen
Was ist die Verstärkung von Kohlenstofffasern?
Als fortschrittliche Methode werden kohlenstofffaserverstärkte Polymersysteme (CFK) zur strukturellen Verstärkung von Betonelementen in Gebäuden und Infrastrukturen eingesetzt.
Konkret werden CFK-Bleche oder -Platten aus hochfesten Kohlenstofffasern, die in eine Epoxidharzmatrix eingebettet sind, mit Hilfe von Klebstoffen auf die Oberfläche von Betonbauteilen wie Balken, Säulen, Wänden und Platten geklebt.
Mit ihren extrem hohen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften können diese leichten CFK-Materialien die Biege-, Scher- und Ermüdungsfestigkeit des Betonbauteils erhöhen.
Im Vereinigten Königreich wird die Verstärkung durch Kohlenstofffasern üblicherweise verwendet für
Erdbebenbedingte Nachrüstung, Reparatur und Modernisierung von Parkplätzen.
Erhöhung der Tragfähigkeit von Bodenplatten in Bürogebäuden.
Behebung von Baumängeln in Beton.
Bei ordnungsgemäßer Planung und Installation bietet die CFK-Verstärkung eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Verbesserung der Festigkeit und Duktilität von Betonkonstruktionen im Hinblick auf veränderte Betriebsbedingungen oder eine Verschlechterung im Laufe der Zeit.
Aufgrund von Vorteilen wie
- Geschwindigkeit der Installation
- Minimale strukturelle Unterbrechung
- Fehlen von Korrosion
- Hohe Ermüdungsfestigkeit
Dieses Verfahren wird im Vereinigten Königreich bei der Verstärkung bestehender Betoninfrastrukturen gegenüber herkömmlichen Techniken wie der Verklebung von Stahlplatten im Außenbereich bevorzugt.
Was sind Kohlenstofffasern?
Kohlefaser ist ein sehr starkes, leichtes und flexibles Material, das durch das Verweben von dünnen Strängen aus Kohlenstoffatomen zu einem Verbundwerkstoff hergestellt wird.
Hier sind einige wichtige Fakten über Kohlenstofffasern:
- Es besteht aus hauchdünnen Strängen von Kohlenstoffatomen (etwa 5-10 Mikrometer dick), die in gleich ausgerichteten Kristallen miteinander verbunden sind.
- Die Kohlenstoff-Atomstränge werden zu Garnen verwoben, die in verschiedene Formen wie Bleche, Platten, Rohre usw. gebracht werden können.
- Die Fäden werden mit einem Polymerharz wie Epoxid, Nylon oder Polyester zu einem starren Verbundwerkstoff, dem kohlenstofffaserverstärkten Polymer (CFK), zusammengefügt.
- Karbonfasern haben ein sehr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, wodurch sie fester und steifer als Stahl und gleichzeitig viel leichter sind.
- Sie zeichnen sich außerdem durch hohe chemische Beständigkeit, hohe Temperaturtoleranz, geringe Wärmeausdehnung und hohe Zugfestigkeit aus.
- Gängige Anwendungen nutzen die Vorteile seiner Festigkeit, Steifigkeit und leichten Eigenschaften. Dazu gehören Flugzeug- und Autoteile, Sportartikel, Bauwesen und militärische Ausrüstung.
- Die Luft- und Raumfahrtindustrie war der erste Anwender von Kohlefaserverbundwerkstoffen und ist aufgrund der idealen Festigkeits- und Gewichtseigenschaften auch heute noch der größte Nutzer.
- Bei der Herstellung von Kohlenstofffasern werden Stränge aus Polyacrylnitril oder Rayon auf hohe Temperaturen erhitzt und oxidiert, um Nicht-Kohlenstoffatome zu entfernen.
- Der Herstellungsprozess führt zu verschiedenen Qualitäten von Kohlenstofffasern mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlenstofffasern ein vielseitiger, starker und leichter gewebter Verbundwerkstoff aus dünnen Kohlenstoffsträngen sind, der aufgrund seiner beeindruckenden Festigkeits-/Gewichtseigenschaften in vielen Branchen Anwendung findet.
Wie hilft es den Strukturen?
Das Team für strukturelle Reparaturen stärkt den Beton, indem es dünne Streifen aus Kohlenstofffasern auf den Beton klebt.
Diese Kohlefaserstreifen weisen eine extrem hohe Festigkeit und Steifigkeit auf.
Zunächst bereitet das Team die Betonoberfläche vor und reinigt sie gründlich, um Verunreinigungen und Ablagerungen zu entfernen.
Anschließend wird ein Epoxidharz auf die Stelle aufgetragen, an der die Streifen angebracht werden sollen.
Als Nächstes verklebt das Team die Kohlefaserstreifen fest mit dem Epoxidharz, um sie mit dem Beton zu verbinden.
Diese Bewehrung erhöht dann die Biege- und Scherfestigkeit des Betonelements und macht es widerstandsfähiger gegen Risse und einwirkende Lasten.
In der Vergangenheit wurde Beton traditionell mit schweren, sperrigen Stahlplatten verstärkt.
Im Gegensatz dazu bietet die Kohlefaserverstärkung eine leichtere Alternative, die für das Team einfacher zu installieren ist.
Außerdem korrodiert es nicht wie Stahl.
Heutzutage verwendet das Team für Strukturreparaturen üblicherweise Kohlefaserverstärkung bei der Reparatur und Verbesserung von Betonbalken, Böden, Wänden und Säulen in Gebäuden, Brücken und Infrastruktur.
Dadurch können sie die Betonelemente für höhere Belastungen verstärken, ohne sie vollständig auszutauschen.
Darüber hinaus sorgen die Kohlenstofffaserstreifen für verstärkte Betonstrukturen mit verbesserter Duktilität, Dauerhaftigkeit und Ermüdungsfestigkeit im Laufe der Zeit.
Insgesamt ist diese Technik aufgrund ihrer Vorteile zur bevorzugten Methode des Teams für die Verstärkung von Beton geworden.
Können strukturelle Reparaturen helfen?
Mit mehr als 35 Jahren Erfahrung in der Betonsanierung und im Betonschutz ist Structural Repairs zu einem führenden Unternehmen für spezialisierte Lösungen zur strukturellen Verstärkung und Instandsetzung geworden.
Vor allem ihre qualifizierten Techniker verfügen über umfangreiche Erfahrung in der Durchführung von Kohlenstoffverstärkungen und anderen fortschrittlichen Reparaturtechniken für beschädigte oder marode Betoninfrastrukturen.
Bei Structural Repairs werden modernste Verbundwerkstoffe wie kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFK) zur Verstärkung von Betonelementen eingesetzt, die anfällig für Risse und Ermüdungsschäden sind.
Ihre Dienstleistungen umfassen Inspektion, Analyse, Entwurf, Vorbereitung, Installation und Wartung, um die Lebensdauer von kritischen Betonstrukturen zu verlängern.
Ob es sich um die Instandsetzung von Parkhäusern, Industrieanlagen, Brücken, Stadien oder anderen Einrichtungen handelt, Structural Repairs verfügt über fundierte Kenntnisse im Bereich der Betonsanierung und kann dank des innovativen Einsatzes von Kohlefaserverstärkung maßgeschneiderte, langlebige Reparaturen anbieten, die den besonderen Anforderungen der Kunden gerecht werden.
Mit mehr als drei Jahrzehnten Erfahrung in der Praxis hat Structural Repairs seinen Ruf für qualitativ hochwertige und zuverlässige strukturelle Erneuerungen gefestigt.
Wenden Sie sich an das Team, um herauszufinden, ob es helfen kann.
Structural Repairs ist ein weltweit führender Spezialist