Load-deformation behaviour of tension ties with weft-knitted textile reinforcement

Autorin: Seraina Buholzer
Sprache: Englisch

Kurzfassung

Textilbewehrter Beton hat in den letzten Jahren zunehmendes Interesse gewonnen. Die Nutzung nicht-korrosiver hochfester Fasermaterialien erlaubt die Konstruktion viel schlankerer Elemente im Vergleich zu herkömmlichen Betontragwerken mit konventioneller Stahlbewehrung. Ein Grossteil der Forschung konzentriert sich auf kommerziell verfügbare gewebte Textilbewehrung, welche als bi-direktionales Raster gerader Rovings geformt sind. Jedoch sind gestrickte Textilien höchst vielversprechend, da sie ein grösseres Spektrum an möglichen Geometrien wie auch doppelt gekrümmte Flächen ermöglichen, ohne dass mehrere Teilflächen miteinander verbunden werden müssen. Dieser Vorteil wurde in der KnitCrete-Technologie (das von der Block Research Group entwickelt wurde) zu Nutze gemacht. Dabei wird das gestrickte Textile als verlorene Schalung verwendet. Diese wird gespannt und zunächst mit einer dünnen Schicht hochfester Zementpaste beschichtet. Der Beton wird schliesslich auf die ausgesteifte Membran gegossen. Die Integration von Bewehrung in den Bauprozess wurde bislang noch nicht gelöst. Eine mögliche Herangehensweise ist die Kombination von Schalung und Bewehrung als ein Element und Bauvorgang, was die Logistik auf der Baustelle erheblich verbessern könnte.
Diese Arbeit untersuche das Last-Verformungsverhalten von gestrickter Textilbewehrung unter einachsiger Zugbeanspruchung. In einer experimentellen Studie wurden 24 Versuchskörper (200 mm breit, ca. 15 mm dick und mit einer freien Länge von 500 mm) hergestellt und bis zum Bruch getestet. Die Studie konzentrierte sich auf verschiedene Strickmuster, Fasermaterialien und Beschichtungen. The Testresultate zeigen, dass die Textilebewehrung das Verhalten nach der Rissbildung bezüglich der Maximallast und des Verformungsvermögens erheblich verbessert. Jedoch verbleiben Herausforderungen aufgrund der sehr niedrigen Ausnutzung (ca. 20%) der Fasern im Vergleich zu ihrer nominellen Zugefestigkeit. Die ineinander greifende Struktur der gestrickten Maschen sowie die Sprödheit der verwendeten Fasern sind die Hauptfaktoren für das verfrühte Versagen. Gerade Rovings, welche in ein gestricktes Grundtextile verwoben sind und anstatt mit Zementpaste mit Epoxy beschichtet sind, steigern die Ausnutzung der Fasern immens. Obwohl diese Experimente bereits vielversprechende Resultate aufzeigen, benötigt es noch mehr Untersuchungen um das ganze Spektrum möglicher Anwendungen für diesen neuen Baustoff zu entdecken.