DE19810179A1 - Process for the adhesive connection of a band-shaped tension member with a concrete surface - Google Patents
Process for the adhesive connection of a band-shaped tension member with a concrete surfaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klebeverbindung eines bandförmigen Zuggliedes mit einer Betonoberfläche mittels einer zwischen der Betonoberfläche und dem bandförmi gen Zugglied aufgebrachten Kleberschicht.The invention relates to a method for adhesive bonding a band-shaped tension member with a concrete surface by means of a between the concrete surface and the band-shaped layer of adhesive applied to the tension member.
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit (Sanierung) von Tragwerken aus Stahlbeton oder Spannbeton ist es bekannt, nachträglich an der Betonoberfläche bandförmige Zugglieder aufzukleben. Wenn Zugglieder in gespanntem Zustand auf eine Betonoberfläche geklebt werden, so wird die Klebefuge auf Dauer durch die aus der Einleitung der Vorspannkraft resultierende Schubkraft beansprucht. Um Kriechverluste infolge dieser Schubbeanspruchung der Klebefuge zu vermeiden, werden Klebstoffe mit möglichst geringem Verformungsmodul verwendet, die eine im ausgehärte ten Zustand weitestgehend starre Klebefuge ergeben. To increase the load-bearing capacity (strengthening) or to Restoration of the original load-bearing capacity (Renovation) of structures made of reinforced concrete or prestressed concrete it is known later to be band-shaped on the concrete surface Glue on tension members. If tension members in tensioned condition are glued to a concrete surface, so the Adhesive joint in the long run by the from the initiation of Preloading force resulting thrust stressed. Around Creep losses due to this shear stress To avoid glue joints, use adhesives as much as possible low deformation modulus used, which is a hardened As far as possible, this results in a rigid adhesive joint.
Als Zugglieder werden aus Handhabungsgründen vorzugsweise hochfeste, dünne und damit vergleichsweise leichte Bänder eingesetzt. Diese Bänder aus hochfesten Materialien verhalten sich üblicherweise bis zum Bruch linear elastisch; ein Fließplateau, d. h. ein Bereich mit über den Dehnungsweg angenäherte gleichbleibender Kraft, stellt sich bei solchen hochfesten Materialien nicht ein.As handling members are preferred for handling reasons high-strength, thin and therefore comparatively light tapes used. These tapes made of high-strength materials behave usually linearly elastic until fracture; a Flowing plateau, d. H. an area with over the stretch path approximate constant force, arises with such high-strength materials not.
Wenn so beschaffene bandförmige vorgespannte Zugglieder Risse in der Betonoberfläche überbrücken, die sich bei der Belastung des Tragwerks öffnen, so besteht bei dem beschrie benen starren Klebeverbund die Gefahr, daß das Zugglied jenseits der beiden Rißufer im Rißbereich so weit gedehnt wird, daß es zu einem plötzlichen Bruch kommt, ohne daß sich dieser in Form einer plastischen Verformung ankündigen würde.If so obtained band-shaped prestressed tension members cracks bridge in the concrete surface, which is in the Open load on the structure, so there is the described benen rigid adhesive bond the danger that the tension member stretched so far beyond the two cracks in the crack area is that there is a sudden break without would announce this in the form of a plastic deformation.
Dieser Mangel an Duktilität ist nachteilig und schränkt den möglichen Ausnützungsgrad der Zugglieder wesentlich ein. Daher muß in Bereichen, in denen Risse zu überbrücken sind, ein Klebeverbundmittel gewählt werden, das selbst eine bestimmte Verformbarkeit aufweist, d. h. einen hohen Verformungsmodul hat, so daß bei einer Rißöffnung ein Dehnungsausgleich im Zugglied über eine Länge stattfinden kann, die deutlich größer ist als der Zuwachs der Rißbreite. Derartige Klebeverbundmittel mit hohem Verformungsmodul sind aber wegen der damit verbundenen Kriechverluste als Dauerverankerung ungeeignet.This lack of ductility is disadvantageous and limits it possible degree of utilization of the tension members significantly. Therefore, in areas where cracks have to be bridged, an adhesive composite can be chosen, which itself has certain deformability, d. H. a high one Deformation module has, so that a crack opening Expansion compensation in the tension member take place over a length can, which is significantly larger than the increase in crack width. Such adhesive composite materials with a high deformation modulus are but because of the creep loss associated with it Permanent anchoring unsuitable.
Über die Kleberschicht müssen die Zugkräfte aus dem Zugglied herausgeleitet und in den Betonkörper eingeleitet werden. The tensile forces must emerge from the tension member via the adhesive layer led out and introduced into the concrete body.
Dies geschieht über Schubbeanspruchungen in der Kleber schicht, die mit einer Schubverzerrung einhergehen. Diese Schubverzerrungen hängen nicht nur vom Schubmodul des Klebermaterials, sondern auch von dessen Schichtdicke ab.This is done via shear stresses in the adhesive layer associated with shear distortion. This Thrust distortions do not only depend on the thrust module of the Adhesive material, but also on its layer thickness.
Bei geringer Schichtdicke und hohem Schubmodul wird die Kraft aus dem Zugglied über eine sehr kurze Länge und damit also bei sehr hohen Schubbeanspruchungen ausgeleitet. Wenn diese Schubbeanspruchungen die Haftfestigkeit des Klebermaterials auf der Betonoberfläche überschreiten, so reißt das bandförmige Zugglied reißverschlußartig von der Betonoberflä che ab.With a low layer thickness and high shear modulus, the force from the tension member over a very short length and thus rejected at very high shear loads. If those Shear stresses the adhesive strength of the adhesive material crossing on the concrete surface, that tears band-shaped tension member zipper-like from the concrete surface che from.
Bei ausreichend dicker Kleberschicht und Verwendung von Klebermaterial mit geringem Schubmodul kann die Kraft über eine größere Länge und damit bei geringeren Schub- oder Haftspannungen ausgeleitet werden. Die Einsatzmöglichkeit wird dann jedoch durch die Kriechverformung begrenzt, die bei größeren Schichtdicken und geringerem Schubmodul auftritt, so daß sich das bandförmige Zugglied durch diese Kriechverfor mungen entspannen kann.With a sufficiently thick adhesive layer and the use of Adhesive material with a low shear modulus can over the force a greater length and thus with less thrust or Adhesive stresses are diverted. The application possibility is then limited by the creep deformation, which at greater layer thicknesses and lower shear modulus occurs, so that the band-shaped tension member is deformed by this creep can relax.
Die beschriebenen Schwierigkeiten treten nicht nur bei der bekannten Verklebung von bandförmigen Zuggliedern über ihre gesamte Länge auf, sondern insbesondere auch bei einer den Gegenstand einer nichtvorveröffentlichten älteren Patentan meldung (197 42 210) bildenden Verklebung, bei der das bandförmige Zugglied in einem mittleren, vorgespannten Bereich seiner Länge mit Klebermaterial mit hohem Verfor mungsmodul und an seinen beiden, nicht-vorgespannten Endbereichen mit Klebermaterial mit niedrigem Verformungsmo dul mit der Betonoberfläche verbunden wird. Die gezielte Auswahl und Einhaltung der Eigenschaften der Klebeverbindung in diesen beiden unterschiedlichen Bereichen, ist hierbei besonders wichtig.The difficulties described do not only occur with the known gluing of band-shaped tension members on their entire length, but especially with one of the Subject to unpublished prior patent message (197 42 210) forming bond, in which the band-shaped tension member in a middle, prestressed Area of its length with high deformation adhesive material mation module and on its two non-biased End areas with adhesive material with low deformation dul is connected to the concrete surface. The targeted Selection and compliance with the properties of the adhesive connection in these two different areas, is here particularly important.
Während die spezifischen Verformungseigenschaften des Klebermaterials durch seine Auswahl und Zusammensetzung vorgegeben werden können, ist für die auftretenden Schubbean spruchungen und insbesondere die Schubverzerrungen in der Kleberschicht die Einhaltung einer genau definierten Schichtdicke von entscheidender Bedeutung.While the specific deformation properties of the Adhesive material through its selection and composition can be specified for the thrust bean that occurs and especially the shear distortion in the Adhesive layer compliance with a precisely defined Layer thickness is critical.
Dies ist baupraktisch jedoch schwierig. Bisher wird die Kleberschicht mit einer Lehre auf das bandförmige Zugglied aufgetragen, so daß zunächst zwar eine definierte Schichtdic ke eingehalten werden kann. Daran anschließend wird das bandförmige Zugglied jedoch auf die Betonoberfläche aufgelegt und angepreßt, beispielsweise mittels eines Rollers. Dabei ergeben sich je nach Anpreßdruck unterschiedliche Schichtdic ken, so daß nach dem bisherigen Stand der Technik die genaue Einhaltung einer vorgegebenen Schichtdicke nicht zuverlässig möglich ist und entscheidend vom Geschick des Ausführenden abhängt.In practice, however, this is difficult. So far the Adhesive layer with a gauge on the band-shaped tension member applied so that initially a defined layer thickness ke can be met. After that the band-shaped tension member, however, placed on the concrete surface and pressed, for example by means of a scooter. Here there are different layer thicknesses depending on the contact pressure ken, so that according to the prior art the exact Adherence to a given layer thickness is not reliable is possible and depends on the skill of the operator depends.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß ein definier ter kriecharmer Haftverbund zwischen dem bandförmigen Zugglied und der Betonoberfläche mittels einer Kleberschicht erzielt wird, deren Schichtdicke genau vorgegeben werden kann und sich auch beim Anpreßvorgang nicht unkontrolliert ändert. The object of the invention is therefore a method of train the type mentioned so that a defin The low-creep adhesive bond between the band-shaped Tension member and the concrete surface using an adhesive layer is achieved, the layer thickness can be specified precisely and does not change uncontrollably even during the pressing process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Kleberschicht ein Gitterraster als Abstandhalter zwischen der Betonoberfläche und dem bandförmigen Zugglied angeordnet ist.This object is achieved in that in the Adhesive layer a grid as a spacer between the Concrete surface and the band-shaped tension member is arranged.
Dieses Gitterraster, das vorzugsweise durch eine zwischen die Betonoberfläche und das bandförmige Zugglied eingelegte Gitterbahn gebildet wird, die beispielsweise ein Gewebe ist, dient einerseits als Abstandhalter zwischen der Betonoberflä che und dem bandförmigen Zugglied, so daß beim Anpressen eine definierte Schichtdicke erreicht und eingehalten werden kann. Andererseits führt die Verwendung des Gitterrasters dazu, daß die Verklebung zwischen der Betonoberfläche und dem bandförmigen Zugglied im wesentlichen nur noch im Bereich der Gitteröffnungen stattfindet, wobei sich durch die Wahl der Anzahl und Weite der Gitteröffnungen die Klebefläche an besondere Klebereigenschaften anpassen läßt.This grid pattern, preferably by a between the Concrete surface and the band-shaped tension member inserted Lattice web is formed, which is for example a fabric, serves as a spacer between the concrete surface che and the band-shaped tension member, so that when pressing a defined layer thickness can be achieved and maintained. On the other hand, the use of the grid pattern leads to the fact that the bond between the concrete surface and the band-shaped tension member essentially only in the area of Lattice openings take place, the choice of Number and width of the grid openings to the adhesive surface can adapt special adhesive properties.
Darüber hinaus wird die Kleberschicht durch die Gitterbahn bewehrt; über die Gewebelänge wird ein Mitnahmeeffekt der Schubverzerrungen erzwungen. Dies führt zu einer Vergleichmä ßigung der Schubbeanspruchungen und damit der Haftbeanspru chungen an den Grenzflächen.In addition, the adhesive layer is through the mesh reinforced; the entrainment effect of the fabric length Thrust distortion forced. This leads to a comparison the shear stresses and thus the adhesive stress at the interfaces.
Vorzugsweise ist die Gitterbahn flexibel. Als zu verwendendes Gewebe hat sich Glasfasergewebe als besonders vorteilhaft herausgestellt, weil es bei hoher Flexibilität und Korrosi onsbeständigkeit eine hohe Zugfestigkeit aufweist.The grid web is preferably flexible. As to be used Tissue has proven to be particularly beneficial to fiberglass highlighted because it is highly flexible and corrosive ons resistance has a high tensile strength.
Außerdem wird über das Gewebe ein Mitnahmeeffekt aus benachbarten Bereichen erreicht. In addition, a deadweight effect is created over the fabric neighboring areas reached.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Gitterbahn ein Lochblech oder eine Lochfolie.According to another preferred embodiment of the invention the grid web is a perforated sheet or a perforated film.
Die Gitterbahn kann mit der Oberfläche des bandförmigen Zuggliedes verbunden ein. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gitterbahn, vorzugsweise das Lochblech oder die Lochfolie, mit der Unterseite des bandförmigen Zuggliedes verklebt, verschweißt oder durch Aufschmelzen verbunden ist.The grid path can be shaped with the surface of the band Tension member connected. According to an embodiment of the Invention is provided that the lattice web, preferably the perforated plate or the perforated film, with the bottom of the band-shaped tension member glued, welded or through Melting is connected.
Statt dessen kann auch vorgesehen werden, daß das Gitterraster durch eine Profilierung der zu verklebenden Unterseite des bandförmigen Zuggliedes gebildet wird, so daß eine rippen- oder noppenartige Oberflächenstruktur entsteht, wobei die Rippen oder Noppen als Abstandhalter dienen.Instead, it can also be provided that the grid by profiling the underside of the band-shaped tension member is formed so that a ribbed or pimpled surface structure arises, the Ribs or knobs serve as spacers.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous refinements of the inventive concept are the subject of further subclaims.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below explained, which are shown in the drawing. It shows:
Fig. 1 in einem Ausschnitt ein auf eine Betonoberfläche aufgeklebtes bandförmiges Zugglied in einem senkrecht zur Betonoberfläche verlaufenden Schnitt und Fig. 1 in a section of a tape-like tension member glued to a concrete surface in a section perpendicular to the concrete surface and
Fig. 2 einen vergrößerten, schematisierten Schnitt ähnlich der Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged, schematic sectional view similar to Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2 mit einem eingelegten Lochblech und Fig. 3 is a section similar to FIG. 2 with an inserted perforated plate and
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich den Fig. 2 und 3 mit einer profilierten Oberfläche des bandförmigen Zuggliedes. Fig. 4 is a section similar to FIGS. 2 and 3 with a profiled surface of the band-shaped tension member.
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit (Ertüchtigung) oder zur Wiederherstellung der ursprünglichen Tragfähigkeit (Sanierung) eines Betontragwerks ist auf eine Betonoberfläche 1 eines Betonkörpers 2 ein bandförmiges Zugglied 3 aufge klebt, das beispielsweise aus Stahllamellen oder aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kunststoffband besteht. Die Verbindung zwischen der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3, das vorgespannt sein kann, und der Betonober fläche 1 erfolgt durch eine Kleberschicht 5.To increase the load-bearing capacity (strengthening) or to restore the original load-bearing capacity (renovation) of a concrete structure, a band-shaped tension member 3 is glued to a concrete surface 1 of a concrete body 2 , which consists, for example, of steel lamellas or of plastic fibers reinforced with carbon fibers. The connection between the underside 4 of the band-shaped tension member 3 , which can be prestressed, and the concrete surface 1 is made by an adhesive layer 5 .
In die Kleberschicht ist ein beispielsweise aus Glasfaserge webe bestehendes Gewebe 6 eingelegt. Das Gewebe 6 bildet eine als Abstandhalter zwischen der Betonoberfläche 1 und dem bandförmigen Zugglied 3 wirkende Gitterbahn, die dafür sorgt, daß beim Anpressen der mit der Kleberschicht 5 versehenen Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 gegen die Betonoberfläche 1 eine vorgegebene Schichtdicke d eingehalten wird.In the adhesive layer, a fabric 6, for example made of glass fiber fabric, is inserted. The fabric 6 forms a lattice web acting as a spacer between the concrete surface 1 and the band-shaped tension member 3 , which ensures that when the underside 4 of the band-shaped tension member 3 provided with the adhesive layer 5 is pressed against the concrete surface 1, a predetermined layer thickness d is maintained.
Wie in Fig. 2 durch schematisierte Darstellungsweise gezeigt ist, sind zwischen benachbarten Gewebefäden 6a des Gewebes 6 aus dem Klebermaterial bestehende "Stempel" 5a ausgebildet, deren seitliche Abmessungen durch die Maschenweite des Gewebes 6 bestimmt sind und deren Höhe der durch das Gewebe 6 vorgegebenen Schichtdicke d entspricht. As shown in FIG. 2 by a schematic representation, "stamps" 5 a are formed between adjacent fabric threads 6 a of the fabric 6 , the lateral dimensions of which are determined by the mesh size of the fabric 6 and the height of which is determined by the fabric 6 corresponds to the predetermined layer thickness d.
Vorzugsweise wird ein Glasfasergewebe mit einer Dicke von ca. 0,5-1 mm und einer Maschenweite von ca. 2-4 mm verwendet. Die Verklebung ist im wesentlichen nur in den Gewebemaschen wirksam.A glass fiber fabric with a thickness of approx. 0.5-1 mm and a mesh size of approx. 2-4 mm are used. The Gluing is essentially only in the mesh effective.
Das in Fig. 3 in einem Schnitt entsprechend der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß als Gitterbahn zur Bildung des Gitterrasters ein Lochblech 7 zwischen der Betonoberfläche 1 und der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 eingelegt ist. Anstelle des Lochblechs 7 kann auch eine Lochfolie verwendet werden. In den Löchern des Lochblechs 7 werden ebenfalls "Stempel" 5a der Kleberschicht 5 ausgebildet.The embodiment shown in FIG. 3 in a section corresponding to FIG. 2 differs from the previously described embodiment essentially in that a perforated plate 7 is inserted between the concrete surface 1 and the underside 4 of the band-shaped tension member 3 as the lattice web to form the lattice grid . Instead of the perforated plate 7 , a perforated film can also be used. "Stamps" 5 a of the adhesive layer 5 are also formed in the holes in the perforated plate 7 .
Das Lochblech 7 oder die Lochfolie kann mit der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 vor dem Klebevorgang verbunden werden, beispielsweise durch Klebung, Verschweißen oder durch Aufschmelzen.The perforated plate 7 or the perforated film can be connected to the underside 4 of the band-shaped tension member 3 before the gluing process, for example by gluing, welding or by melting.
Hiervon unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 4 dadurch, daß das Gitterraster im Bereich der Klebeschicht 5 dadurch gebildet wird, daß die Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 profiliert ist und beispielsweise Rippen 8 aufweist, die an der Betonoberfläche 1 zur Anlage kommen und zwischen denen die "Stempel" 5a der Kleberschicht 5 ausgebildet sind.The embodiment according to FIG. 4 differs from this in that the lattice grid is formed in the region of the adhesive layer 5 in that the underside 4 of the band-shaped tension member 3 is profiled and has, for example, ribs 8 which come into contact with the concrete surface 1 and between which the "stamp" 5 a of the adhesive layer 5 are formed.
Die Haftbeanspruchungen an der Unterseite 4 des bandförmigen Zuggliedes 3 und/oder an der Betonoberfläche 1 wird außer durch die Auswahl des geeigneten Klebermaterials im wesentlichen durch die Abmessungen der beschriebenen "Stempel" 5a aus Klebermaterial bestimmt, die unter den auftretenden Kräften eine Schubverzerrung erfahren.The adhesive stresses on the underside 4 of the band-shaped tension member 3 and / or on the concrete surface 1 is determined, in addition to the selection of the suitable adhesive material, essentially by the dimensions of the described “stamps” 5 a made of adhesive material, which experience a thrust distortion under the forces that occur.
Damit wird die Duktilität der Klebeverbindung, vorzugsweise einer CBC-Klebeverbindung so erhöht, daß ein für die Kraftausleitung aus dem bandförmigen Zugglied und für die Krafteinleitung in die Betonoberfläche 1 günstigerer Schubspannungsverlauf erreicht wird. Insbesondere wird die Verformbarkeit des Klebermaterials heraufgesetzt, ohne jedoch das Kriechverhalten negativ zu beeinflussen.This increases the ductility of the adhesive connection, preferably a CBC adhesive connection, in such a way that a more favorable shear stress curve is achieved for the force transfer from the band-shaped tension member and for the force transfer into the concrete surface 1 . In particular, the deformability of the adhesive material is increased without, however, negatively influencing the creep behavior.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE280874T1 (en) | 2004-11-15 |
| HK1022731A1 (en) | 2000-08-18 |
| EP0942118A1 (en) | 1999-09-15 |
| DK0942118T3 (en) | 2005-03-07 |
| EP0942118B1 (en) | 2004-10-27 |
| DE59910921D1 (en) | 2004-12-02 |
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