WO2002090820A2 - Bauteil oder bauwerksteil mit kernteil und faser-tragelement - Google Patents

Bauteil oder bauwerksteil mit kernteil und faser-tragelement Download PDF

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    • E04G2023/0259—Devices specifically adapted to stress the fiber reinforced plastic elements

Definitions

  • the invention relates to a component or structural part, comprising at least one support element connected to a core part, which contains at least one arrangement of support fibers which are embedded in a synthetic resin binder matrix and are connected to the core part in a thrust-resistant manner by this and / or by a separate adhesive layer.
  • the subject of the invention also includes manufacturing processes and corresponding support elements and support fiber arrangements as preliminary products.
  • Constructions of the type mentioned are known in construction technology, with glass fiber and carbon fiber support elements. In some cases, such fiber materials do not allow optimal dimensioning and tension adjustment, in particular tension adjustment. Above all, the required shape adaptation to curved surfaces, which is essential for a perfect transmission of shear stress, can often not be easily achieved with d fiber materials common for the coating and surface reinforcement of buildings,
  • the object of the invention is therefore to create objects of the invention he mentioned above, which are characterized by an expanded range of applications with high-quality coatings or reinforcements.
  • the solution to this problem according to the invention is determined by the features of claims 1, 9, 14, 16, 17, 20 and 26, respectively individually or in combination with other $ Q ⁇ or other claims.
  • the support element has a prestressed support fiber arrangement which at least partially consists of polymer fibers with a tensile strength of at least 0.5, but preferably at least 1.2 GPa, and with a tensile emodule between at most 150 GPa and at least 80 GPa
  • a tensile strength of at least 0.5, but preferably at least 1.2 GPa
  • a tensile emodule between at most 150 GPa and at least 80 GPa
  • aramid fibers have surprisingly proven to be particularly suitable. DIG features of claims 2 to 4 allow a tried and tested scope for application-related variants.
  • the polymer fiber arrangement has twisted or twisted polymer fiber bundles, in particular a multiplicity of twisted or twisted polymer fiber bundles.
  • the degree of twisting or twisting of the polymer fiber bundles with one another or the fibers within the polymer fiber bundles should be between 25 / m and 300 / m and is preferably at least about 95 / m. These measures are particularly important for high flexibility while maintaining high tensile strength and secure cohesion of the fiber bundles or fiber bundle twists.
  • Another optimization tool particularly important for surface reinforcement of concrete structures, results from the use of traction-transmitting polymer fiber arrangements with a synthetic resin matrix that is open to steam in the hardened state. This counteracts an internal material over-moistening of the core part and favors the hardening process of the matrix synthetic resin as well the connection quality between the support element and the core part.
  • special effects result by means of a matrix which consists at least partially of synthetic resin with fine-grain granules dispersed therein.
  • Such a synthetic resin fine grain dispersoid shows a surprising vapor permeability with perfect strength and connection properties between matrix and polymer fiber arrangement.
  • the structural part according to FIGS. 1 to 3 comprises an pillar-like core part K, which is connected in a shear-resistant manner on its circumference to a support element T.
  • the support element has a band-like or web-like polymer fiber arrangement P encompassing the circumference of the core part and connected to it in a shear-resistant manner, which is provided with a hardened synthetic resin matrix.
  • the end sections E1, E2 of the polymer fiber arrangement overlap one another and are also connected to one another in a shear-resistant manner due to their matrix synthetic resin with the core part surface and thus against forces and displacement in the longitudinal direction of the band.
  • FIG. 3 shows a variant in which a strip-shaped pressing and holding element AP, which extends in the longitudinal direction of the column and is visible here in cross section, connects the adjacent end sections of the polymer fiber arrangements by pressing and also by the bonding surfaces. This also strengthens the connection between the sections mentioned and the core part surface through the matrix synthetic resin.
  • the element AP is connected (indicated by dash-dotted lines) to the core part, for example by dowelling and screwing.
  • the end sections of the polymer fiber arrangements P with the hardening synthetic resin matrix in a viscous state are connected to first and second tensioning means SP1 and SP2, which are arranged opposite one another and parallel to one another, likewise strip-shaped and extend in the longitudinal direction of the column.
  • these tensioning means are designed in two parts in the manner shown in FIGS. 2 and 3 and hold the outermost end sections of the polymer fiber arrangements by means of screw connections and pressing (indicated by dash-dotted lines) with positive and positive locking.
  • the tensioning means are arranged so as to be displaceable in the direction transverse to the longitudinal direction of the column and are pressed apart in a conventional manner by means of hydraulic tensioning drives AN with cylinder-piston arrangements indicated in FIG.
  • the polymer fiber arrangements are placed transversely to the longitudinal direction of the column, ie essentially in their own longitudinal direction, under a predetermined prestress.
  • Fig.l only a tension drive is shown. It is understood that a plurality of them over the column or core section to be armored distributed.
  • the tensioning drives for compensating displacements and pivotings are flexibly connected to the core part by means of an easily mountable and removable mounting A.
  • first clamping means SP1 and a first end section E1 of the polymer fiber arrangements are connected to one another in a non-positive and positive manner and arranged on the circumference of the core part K.
  • the polymer fiber arrangements are then brought into a position encompassing the core part, and in each case a second end section E2 of the polymer fiber arrangements is guided between the first clamping means SP1 and the core part into an area next to an assigned first end section E1 and connected to second clamping means P2.
  • the already mentioned tensioning drive means AN are inserted between the first tensioning means SP1, which is connected to the core part in a thrust-resistant manner or supported against the tension direction of the polymer fiber arrangement, and the second tensioning means SP2, which are movably guided with respect to the core part, and the polymer fiber arrangement is put under tension by activating these drive means and kept under tension until the synthetic resin matrix has cured sufficiently.
  • the method is e.g. as follows:
  • the process then follows the procedure given above.
  • the polymer fiber arrangement is analogously held under tensile stress until the adhesive layer has cured sufficiently.
  • the tensioning drive means are replaced during the hardening of the synthetic resin matrix or the adhesive layer without interruption of the tension force by preferably simple mechanical support means AS acting on the tensioning means, as indicated in FIG. 3.
  • a simple screwing device is provided there, for example, which is screwed apart with the inner sides of the clamping means SP1, SP2 while the hydraulic pressure is still pending in a support system.
  • a core part Ks which has a plurality of core layers KS which are elongated at least in the direction of a force transmission component.
  • the example can be understood as a bending beam, consisting, for example, of wooden chips glued or to be glued together.
  • a support element T with a polymer fiber arrangement, which is placed under a predetermined pretension by tensioning means SP1, SP2 and tensioning drives, not shown, and with the adjacent core layers by curing a synthetic resin matrix effective on the surfaces of the polymer fiber arrangement or a corresponding adhesive bond is connected in a shear-resistant manner.

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Abstract

Gattungsmerkmale der Erfindung: Bauteil oder Bauwerksteil, umfassend mindestens ein mit einem insbesondere säulenartigen oder geschichteten Kernteil (K) verbundenes Tragelement, das wenigstens eine Anordnung von Tragfasern enthält, die in eine Kunstharz-Bindermatrix eingebettet und durch diese und/oder durch eine gesonderte Klebschicht mit dem Kernteil schubfest verbunden sind. Erfindungsaufgabe: Schaffung von Bauteilen oder Bauwerksteilen, die sich durch einen erweiterten Anwendungsbereich mit hochwertigen Beschichtungen bzw. Armierungen auszeichnen. Lösungsmerkmale der Erfindung: Das Tragelement weist eine unter Vorspannung stehende Tragfaseranordnung auf, die wenigstens teilweise aus Polymerfasern mit einer Zugfestigkeit von mindestens 0.5 GPa, insbesondere von mindestens 1.2 GPa, sowie mit einem Zug-Emodul zwischen höchstens 150 GPa und mindestens 80 GPa besteht.

Description

Bauteil oder Bauwerksteil mit Kernteil und Faser-Tragelement
Die Erfindung betrifft ein Bauteil oder Bauwerksteil, umfassend mindestens ein mit einem Kernteil verbundenes Tragelement, das wenigstens eine Anordnung von Tragfasern enthält, die in eine Kunstharz-Bindermatrix eingebettet und durch diese und/oder durch eine gesonderte Klebschicht mit dem Kernteil schubfest verbunden sind. Zum Gegenstand der Erfindung gehören auch Herstellungsverfahren und entsprechende Tragelemente sowie Tragfaseranordnungen als Vorprodukte.
Konstruktionen der eingangs genannten Art sind in der Bautechnik bekannt, und zwar mit Glasfaser- und Carbonfaser-Tragelementen. Solche Fasermaterialien lassen in manchen Fällen eine optimale Bemessung und Spannungseinstellung, insbesondere Vorspannungs- einstellung, nicht zu. Vor allem lässt sich die erforderliche Formanpassung an gekrümmte Oberflächen, wie diese für eine einwandfreie Schubspannungsübertragung unumgänglich ist, mit d für die Beschichtung und Oberflächenarmierung von Bauwerken üblichen Fasermaterialien oft nicht ohne weiteres erreichen,
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Erfindungsgegenständen er eingangs genannten Art, die sich durch einen erweiterten Anwendungsbereich mit hochwertigen Beschichtungen bzw. Armierungen auszeichnen. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9, 14, 16, 17, 20 bzw. 26, jeweils für sich oder auch in Kombination mit anderen $QΪ genannten oder weiteren Ansprüchen.
BESTATIGUNGSKOPIE Die Erfmdungsmerkmale, wonach das Tragelement eine unter Vorspannung stehende Tragfaseranordnung aufweist, die wenigstens teilweise aus Polymerfasern mit einer Zugfestigkeit von mindestens 0.5, vorzugsweise jedoch von mindestens 1.2 GPa, sowie mit einem Zug-Emodul zwischen höchstens 150 GPa und mindestens 80 GPa besteht, haben sich unerwarteterweise als die massgebende technische Lehre erwiesen, um Spitzenwerte der Verstärkungsfestigkeit in Verbindung mit ausreichend hohen Vorspannungswerten zu erreichen, und zwar weiterhin in Verbindung mit ausreichender Flexibilität, um auch an Kernelementen mit relativ stark gekrümmten Oberflächen eine sichere Spannungsübertragung ohne Riss- oder Bruchgefahr am Fasermaterial befürchten zu müssen. Aramidfaser haben sich in diesem Zusammenhang überraschend als besonder gut geeignet erwiesen. DIG Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 erlauben dabei einen erprobten Spielraum für anwendungsbezogene Varianten.
Als insbesondere im vorliegenden Zusammenhang wichtig für weiterführende Optimierungen hat es sich eiwiesen, dass die Polymerfaseranordnung miteinander verdrillte oder verzwirnte Polymerfaserbündel aufweist, und zwar insbesondere eine Vielzahl von jeweils in sich verdrillten oder verzwirnten Polymerfaserbündeln. Der Verdrillungs- bzw. Verzwirnungsgrad der Polymerfaserbündel miteinander bzw. der Fasern innerhalb der Polymerfaserbündel sollte dabei zwischen 25/m und 300/m liegen und beträgt vorzugsweise mindestens etwa 95/m. Diese Massnahmen sind vor allem wichtig für eine hohe Flexibilität bei Erhalt hoher Zugfestigkeit und sicherem Zusammenhalt der Faserbündel bzw. Faserbündel- Verzwirnungen.
Ein weiteres, insbesondere für Oberflächenarmierung von Betonbauten wichtiges Optimieerungsinstrument ergibt sich durch Verwendung von zugkraftübertragenden Polymerfaseranordnungen mit einer im ausgehärteten Zustand dampfoffenen Kunstharzmatrix. Dies wirkt einer inneren Materialüberfeuchtung des Kernteils entgegen und begünstigt den Aushärtungsvorgang des Matrix-Kunstharzes sowie die Verbindungsqualität zwischen Tragelement und Kernteil. Besondere Effekte ergeben sich dabei gemäss einer Weiterbildung der Erfindung mitteis einer Matrix, die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin dispergiertem Feinkorn-Granulat besteht. Ein solches Kunstharz- Feinkorndispersoid zeigt eine überraschende Dampfdurchlässigkeit bei einwandfreien Festigkeits- und Verbindungseigenschaften zwischen Matrix und Polymerfaseranordnung. Vor allem erlaubt diese Kombination die Verwendung von an sich dampfimdurchlässigem, jedoch in seinen mechanischen Eigenschaften für die vorliegenden Anwendungen hervorragend geeignetem Epoxy-Kunstharz für die Matrix, Überraschend haben sich insbesondere Disperionen mit Zement-Granulat als funktionsfähig erwiesen. Für den mittleren Korndurchmesser des Granulats kommen erfahrungsgemäss insbesondere Werte zwischen und 25 μm in Betracht.
Die Erfindung wird weiter aanhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Darin zeigt:
Fig.1 eine Seitenansicht eines säulenartigen Bauwerksteils als
Kernteil mit bandförmiger Oberflächenarmierung als Tra *ege*lεment,
Fig.2 einen Säulenquerschnitt gemäss Schnittebene und
Blickrichtung II - H in Fig.l,
Fig.3 einen Säulenquerschnitt gemäss Schnittebene μnd
Blickrichtung HI - HI in Fig.1 und
Fig.4 ein geschichtetes Bauteil mit vorgespannter, lamellenartiger
Armierung an der Innenseite einer Bauteilschicht. Das Bauwerksteil gemäss den Figuren 1 bis 3 umfasst ein äulenartiges Kernteil K, das auf seinem Umfang schubfest mit einem Tragelement T verbunden ist. Das Tragelement weist eine den Umfang des Kernteils umgreifende, band- oder bahnartige und mit diesem schubfest verbundene Polymerfaseranordnung P auf, die mit einer ausgehärteten Kunstharzmatrix versehen ist. Die Endabschnitte El, E2 der Polymerfaseranordnung überlappen sich nebeneinander und sind durch ihr Matrixkunstharz mit der Kernteiloberfϊäche und dadurch gegen Kräfte und Verschiebung in Bandlängsrichtung auch miteinander schubfest verbunden. In Fig.3 ist eine Variante dargestellt, bei der ein leisten- förmiges, sich in Säulenlängsrichtung erstreckendes und hier im Querschnitt sichtbares Anpress- und Halterungselement AP die nebeneinanderliegenden Endabschnitte der Polymerfaseranordnungen durch Verpressung und auch durch die Verklebungsflächen miteinander verbindet. Auch die Verbindung zwischen den genannten Abschnitten und der Kernteiloberfläche durch das Matrixkunstharz wird dadurch verstärkt. Das Element AP ist dazu (strichpunktiert angedeutet) z.B. durch Verdübelung und Verschraubung mit dem Kernteil verbunden. Die Endabschnitte der Polymerfaseranordnungen P mit in viskosem Zustand befindlicher, aushärtender Kunstharzmatrix sind mit einander gegenüberliegend und zueinander parallel angeordneten, ebenfalls leistenförmigen und sich in Säulenlängsrichtung erstreckenden ersten und zweiten Spannmitteln SP1 und SP2 verbunden. Zu diesem Zweck sind diese Spannmittel in der aus Fig.2 und 3 ersichtlichen Weise zweiteilig ausgeführt und halten die äussersten Endabschnitte der Polymerfaseranordnungen mittels (strichpunktiert angedeuteter) Verschraubungen und Verpressung kraft- und formschlüssig. Die Spannmittel sind in Richtung quer zur Säulenlängsrichtung verschiebbar angeordnet und werden durch in Fig.l angedeutete, z.B. hydraulische Spannantriebe AN mit Zylinder-Kolbenanordnungen an sich üblicher Art auseinander gedrückt. Dadurch werden die Polymerfaseranordnungen quer zur Säulenlängsrichtung, d.h. im wesentlichn in ihrer e igenen Längsrichtung unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt. In Fig.l ist nur ein Spannantrieb dargestellt. Es versteht sich, dass eine Mehrzahl derselben über den zu armieerenden Säulen- bzw. Kernteilabschnitt verteilt vorzusehen ist. Mittels einer leicht montier- und demontierbaren Aufhängung A sind die Spannantriebe für Ausgleichverschiebungen und - Verschwenkungen nachgiebig mit dem Kernteil verbunden.
Die Herstellung einer solchen Armierung gestaltet sich beispielsweise wie folgt:
Tränken der in ihrer Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen, band- oder bahnartigen Polymerfaseranordnungen. Sodann werden erste Spannmittel SP1 und jeweils ein erster Endabschnitt El der Polymerfaseranordnungen kraft- und formschlüssig miteinander verbunden und am Umfang des Kernteils K angeordnet. Die Polymerfaseranordnungen werden dann in eine das Kernteil umgreifende Lage gebracht, und je ein zweiter Endabschnitt E2 der Polymerfaseranordnungen wird zwischen den ersten Spannmitteln SP1 und dem Kernteil hindurch in einen Bereich neben einem zugeordneten ersten Endabschnitt El geführt sowie mit zweiten Spannmitteln P2 verbunden. Zwischen den mit dem Kernteil schubfest verbundenen oder an diesem gegen die Zugrichtung der Polymerfaseranordnung abgestützten ersten Spannmitteln SP1 und den bezüglich des Kernteils beweglich geführten zweiten Spannmitteln SP2 werden die bereits genannten Spann- Antriebsmittel AN eingesetzt, und die Polymerfaseranordnung wird durch Aktivieren dieser Antriebsmittel unter Zugspannung gesetzt sowie bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Kunstharzmatrix unter Zugspannung gehalten.
Im Fall des Einsatzes von vorgefertigten und eine ausgehärtete Kunstharzmatrix enthaltenden Polymerfaseranordnungen gestaltet sich das Verfahren z.B. wie folgt:
Klebstoffbeschichtung von in ihrer Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen, zugkraftübertragenden, noch mit einem Radius von bis herab zu 5 mm wenigstens im wesentlichen bruch- oder rissfrei biegbaren Polymerfaseranordnung (P) samt ausgehärteter Kunstharzmatrix. Anschliessend folgt das Verfahren dem vorstehend angegebenen. De Polymerfaseranordnung wird sinngemäss bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Klebstoffschicht untpr Zugspannung gehalten.
In weiterer Ausbildung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Spann-Antriebsmittel während des Aushärtens der Kunstharzmatrix bzw. der Klebschicht ohne Spannkraftunterbrechung durch an den Spann- itteln angreifende, vorzugsweise einfache mechanische Abstützmittel AS ersetzt, wie sie in Fig.3 angedeutet sind. Dort ist beispielsweise eine einfache Schraubvorrichtung vorgesehen, die bei noch anstehender hydraulischer Pressung in Stützanlage mit den Innenseiten der Spannmittel SP1, SP2 auseinandergeschraubt wird.
Bei der Ausführung gemäss Fig.4 handelt es sich um ein Kernteil Ks, das eine Mehrzahl von mindestens in Richtung einer Kraftübertragungskomponente lang gestreckt ausgebildeten Kernschichten KS aufweist. Das Beispiel kann als Biegebalken aufgefasst werden, etwa bestehend aus miteinander verklebten bzw. zu verklebenden Holsschiphten. Zwischen den beiden in der Darstellung obersten Kerήteilschichten KS, wo im Beispiel die Biege-Zugfaser angenommen ist, befindet sich ein Tragelement T mit Polymerfaseranordnung, die durch Spannmittel SP1, SP2 und nicht dargestellte Spannantriebe unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt und mit den benachbarten Kernschichten durch Aushärten einer an den Oberflächen der Polymerfaseranordnung wirksamen Kunstharzmatrix oder einer entsprechenden Verklebung schubfest verbunden wird. Im Fall von Biegemomenten in beiden Richtungen kommen sinngemäss solche Tragelement im Bereich beider Oberflächenseiten in Betracht. Es versteht sich, dass die Längsdruck- bzw. Knickfestigkeit der miteinander verbundenen Kernteilschichten KS entsprechend den Gegenkräften zur Vorspannung zu bemessen ist. Für Ausführungen dieser Art kommen sinnvoll auch vorgefertigte Polymerfaser-Tragelemente mit ausgehärteter Matrix in Betracht.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Bauteil oder Bauwerksteil, umfassend mindestens ein mit einem insbesondere säulenartigen oder geschichteten Kernteil (K) verbundenes Tragelement (T), das wenigstens eine Anordnung von Tragfasern enthält, die in eine Kunstharz-Bindermatrix eingebettet und durch diese und/oder durch eine gesonderte Klebschicht mit dem Kernteil schubfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (T) eine unter Vorspannung stehende Tragfaseranordnung aufweist, die wenigstens teilweise aus Polymerfasern mit einer Zugfestigkeit von mindestens 0.5 GPa, insbesondere von mindestens 1.2 GPa, sowie mit einem Zug- Emodul zwischen höchstens 150 GPa und mindestens 80 GPa besteht.
2. Bauteil oder Bauwerksteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Querschnitt des Tragelementes (T) wenigstens zu 15% aus Aramidfasern besteht, die unter einer Vorspannung entsprechend einer Dehnung von mindestens 0.2%, höchstens jedoch von 2.0% mit dem Kernteil schubfest verbunden sind.
3. Bauteil oder Bauwerksteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Querschnitt des Tragelernentes (T) höchstens zu 45% aus Aramidfasern besteht.
4. Bauteil oder Bauwerksteii nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Querschnitt des Tragelernentes (T) höchstens zu 75% aus Aramidfasern besteh
5. Bauteil oder Bauwerksteil nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der vorgespannten Polymerfasern wenigstens annähernd parallel zu einer vorgegebenen Zugbelastungsrichtung ausgerichtet ist. Bauteil oder Bauwerksteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfaseranordnung miteinander verdrillte oder verzwirnte Polymerfaserbündel aufweist.
7. Bauteil oder Bauwerksteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfaseranordnung eine Vielzahl von jeweils in sich verdrilltqn oder verzwirnten Polymerfaserbündeln aufweist.
8. Bauteil oder Bauwerksteil nach Anspruch 6 öder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrillungs- bzw. Verzwirnungsgrad der Polymerfaserbündel miteinander bzw. der Fasern innerhalb der Polymerfaserbündel zwischen 25/m und 300/m, vorzugsweise mindestens etwa 95/m, beträgt.
Bauteil oder Bauwerksteil, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem insbesondere säulenartigen Kernteil (K), das auf seinem Umfang schubfest mit mindestens einem Tragelement (T) verbunden ist, das wenigstens eine zugkraftübertragende Faseranordnung enthält, gpkennzeichnet durch mindestens eine tragende Polymerfaseranordnung mit einer im ausgehärteten Zustand dampfoffenen Kunstharzmatrix.
10. Bauteil öder Bäüwerksteil nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Matrix, die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin dispergiertem Feinkorn-Granulat besteht
11. Bauteil oder Bäüwerksteil nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Matrix, die wenigstens teilweise aus Epoxy-Kunstharz mit darin dispergiertem Feinkorn-Granulat besteht.
12. Bauteil oder Bauwerksteil nach Anspruch 10 oder 11 , gekennzeichnet durch eine Matrix, die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin dispergiertem Zement-Granulat besteht.
13. Bauteil oder Bauwerksteil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Matrix, die als KunstharzrFeinkorn- dispersoid mit einem mittleren Korndurchmesser zwischen 5 und 25 μm ausgebildet ist.
14. Bauteil oder Bauwerksteil, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem insbesondere säulenartigen Kernteil (K), das auf seinem Umfang schubfest mit mindestens einem Tragelement (T) verbunden ist, das wenigstens eine zugkraftübertragende Faseranordnung enthält, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) als Tragelement ist wenigstens eine den Umfang des Kernteils umgreifende, band- oder bahnartige und mit diesem schubfest verbundene Polymerfaseranordnung (P) mit einer ausgehärteten Kunstharzmatrix vorgesehen;
b) die Endabschnitte (El , E2) der Polymerfaseraμordnung überlappen sich neben- oder/und übereinander und sind mit dem Kernteil und/oder miteinander verbunden schub- und/oder zugfest verbunden.
15. Bauteil oder Bauwerksteil, nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Kernteil (Ks), das eine Mehrzahl von mindestens in Richtung einer Kraftübertragungskomponente lang gestreckt ausgebildeten Kernschichten (KS) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Kernschichten (KS) jeweils wenigstens ein Tragelement (T) angeordnet ist, das mindestens eine unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzte und mit den benachbarten Kernschichten wenigstens abschnitts-weise schubfest verbundene Polymerfaseranordnung (P) mit einer ausgehärteten Kunstharzmatrix aufweist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils oder Bauwerksteils, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Kernteil (K), das auf seinem Umfang schubfest mit mindestens einem Tragelement (T) verbunden ist, das wenigstens eine zugkraftübertragende Faseranordnung enthält, gekennzeichnet durch folgende, von ihrer Reihenfolge unabhängige Verfahrensschritte:
a) Tränken wenigstens eines in seiner Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen Abschnitts einer zugkraftübertragenden, band- oder bahnartigen Polymerfaseranordnung (P) mit in viskosem Zustand befindlichem, aushärtendem oder aushärtungsfahigem Kunstharz;
b) erste Spannmittel (SPl) und ein erster Endabschnitt (El) der Polymerfaseranordnung werden kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden und am Umfang des Kerateils K) angeordnet; c) die Polymerfaseranordnung wird in eine das Kernteil umgreifende Lage gebracht, und ein zweiter Endabschnitt (E2) der Polymerfaseranordnung wird zwischen den ersten Spannmitteln (SPl) und dem Kernteil hindurch in den Bereich des ersten Endabschnitt (El) geführt sowie mit zweiten Spannmitteln (SP2) verbunden;
d) zwischen den ersten Spannmitteln und zweiten Spannmitteln (SPl, SP2) werden Spann-Antriebsmittel (AN) eingesetzt, und die Polymerfaseranordnung wird durch Aktivieren dieser Antriebsmittel unter Zugspannung gesetzt sowie bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Kunstharzmatrix unter Zugspannung gehalten.
17. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils oder Bauwerksteils, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit wenigstens einem Kernteil (K), das auf seinem Umfang schubfest mit mindestens einem Tragelement (T) verbunden ist, das wenigstens eine zugkraftübertragende Faseranordnung enthält, gekennzeichnet durch folgende, von ihrer Reihenfolge unabhängige Verfahrensschritte:
a) Klebstoffbeschichtung wenigstens einer in ihrer Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen, zugkraftübertragenden, noch mit einem Radius von bis herab zu 5 mm wenigstens im wesentlichen brach- oder rissfrei biegbaren Polymerfaseranordnung (P) mit ausgehärteter Kunstharzmatrix; b) erste Spannmittel (SPl) und ein erster Endabschnitt (El) der Polymerfaseranordnung werden kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden und am Umfang des Kernteils (K) angeordnet;
c) die Polymerfaseranordnung wird in eine das Kemteil umgreifende Lage gebracht, und ein zweiter Endabschnitt (E2) der Polymerfaseranordnung wird zwischen den ersten Spannmitteln (SPl) und dem Kernteil hindurch geführt sowie mit zweiten Spannmitteln verbunden;
d) zwischen den ersten Spannmitteln und den zweiten Spannmitteln (SPl, SP2) werden Spann-Antriebsmittel (AN) eingesetzt, und die Polymerfaseranordnung wird durch Aktivieren dieser Antriebsmittel unter Zugspannung gesetzt sowie bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Klebstoffschicht unter Zugspannung gehalten.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann-Antriebsmittel (AN) während des Aushärtens der Kunstharzmatrix bzw. der Klebschicht ohne Spannkraftunterbrechung durch an den Spannmitteln angreifende Abstützmittel (AS) ersetzt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass endseitige Bereiche (El, E2) der Polymerfaseranordnung durch wenigstens teilweise gemeinsame Anpress- oder/und Halterungsmittel (AP) mit dem Kernteil und/oder miteinander verbunden werden.
20. Polymerfaseranordnung, insbesondere für Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, als Vorprodukt für das insbesondere in situ auszuführende Tränken mit Matrix-Kunstharz oder/und Beschichten mit Kunstharz oder Klebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polyr erfaser- anordnung miteinander verdrillte oder verzwirnte, zugspannungs- übertragende Polymerfaserbündel vorgesehen sind.
21. Polymerfaseranordnung für Bauwerke und Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, insbesondere Polymerfaseranordnung nach Anspruch 20 und insbesondere als Vorprodukt für das in situ auszuführende Tränken mit Matrix- Kunstharz oder/und Beschichten mit Kunstharz oder Klebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymerfaseranprdnung jeweils in sich verdrillte oder verzwirnte, zugspannungsüber- tragende Polymerfaserbündel vorgesehen sind.
22. Polymerfaseranordnung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrillungs- bzw. Verzwirnungsgrad der Polymerfaserbündel miteinander bzw. der Fasern innerhalb der Polymerfaserbündel zwischen 25/m und 300/m, vorzugsweise etwa 95/m, beträgt.
23. Polymerfaseranordnung für Bauteile oder Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, insbesondere auch Polymerfaseranordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, insbesondere als Vorprodukt für das in situ auszuführende Tränken mit Matrix-Kunstharz oder/und für das Beschichten mit Kunstharz oder Klebstoff, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Gelege von Polymerfaserbündeln mit Querfaden-Halterung.
24. Polymerfaseranordnung für Bauteile oder Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, insbesondere auch Polymerfaseranordnung für einen der Ansprüche 20 bis 23, als Vorprodukt für das insbesondere in situ auszuführende Tränken mit Matrix-Kunstharz oder/und für das Beschichten mit Kunstharz oder Klebstoff, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Gewebe aus Polymer-Faserbündeln mit Kett- und Schussfäden.
25. Polymerfaseranordnung für Bauteile oder Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, insbesondere auch Polymerfaseranordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, als Vorprodukt für das insbesondere in situ auszuführende Tränken mit Matrix-Kunstharz oder/und für das Beschichten mit Kunstharz oder Klebstoff, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Strang oder Seil, umfassend miteinander und/oder in sich verdrillte oder verzwirnte Polymerfaserbündel.
26. Tragelement, insbesondere für Bauteile oder Bauwerksteile bzw. für Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine zugspannungsübertragende Polymerfaseranordnung mit einer im ausgehärteten Zustand dampfoffene Kunstharzmatrix bzw. Klebstoffbeschichtung .
27. Tragelement nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine
Matrix bzw. Klebstoffbeschichtung, die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin dispergiertem Feinkorn-Granulat besteht.
28. Tragelement nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Matrix bzw. Klebstoffbeschichtung, die wenigstens teilweise aus Epoxy- Kunstharz mit darin dispergiertem Feinkorn-Granulat besteht.
29. Tragelement nach Arispruch 27 oder 28, gekennzeichnet durch eine Matrix, die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin disper- iertem Zement-Granulat besteht.
30. Tragelement nach einem der Ansprüche 27 bis 29, gekennzeichnet durch eine Matrix, die als Kunstharz-Feinkorndispersoid mit einem mittleren Korndurchmesser zwischen 5 und 25 μm ausgebildet ist.
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