Wieder tragfähig

Zur Verstärkung bestehender Stahlbetonbauteile sind Querschnittsergänzung, Aufbeton, zusätzliche Stahlbewehrung oder nachträgliche Vorspannung mit Spanngliedern bewährte Verfahren. Gleichzeitig erweitert sich das Spektrum: Carbonbeton, CFK-Lamellen (kohlenstofffaserverstärkte Polymere) und CF-Gelege (Kohlenstofffasergelege) ermöglichen leistungsfähige Verstärkungen mit geringem Eigengewicht und schlanken Aufbauten. Hinzu kommen neue Spannverfahren mit nichtmetallischer Bewehrung und Formgedächtnislegierungen (Metalle, die bei Erwärmung in ihre ursprüngliche Form zurückkehren und dabei Vorspannkräfte erzeugen können).

Neue Systeme zur Tragwerksverstärkung

Eine Herausforderung besteht darin, die Tragfähigkeit bestehender Bauteile zu erhöhen, ohne umfangreiche Eingriffe in die vorhandene Konstruktion vornehmen zu müssen. fischer-Produkte erhöhen mittels geklebter Bewehrung mit kohlenstofffaserverstärkten Polymeren, wie den Systemen „FRS-L-S“, „FRS-L-S NSM“ und „FRS-L-H“ mit CFK-Lamellen, sowie unidirektionalen Kohlefasergelegen wie „FRS-W U300“ und „FRS-W U600“, die statische Tragfähigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen und verlängern ihre Lebensdauer.

Die „FRS-L-S“ und „FRS-L-S NSM“ Lamellen erreichen eine Festigkeit von über 3000 N/mm² und ein Elastizitätsmodul von 170 kN/mm² bei einer Dichte von nur etwa 1,6 g/cm³. Das bedeutet: Bezogen auf ihr Gewicht sind sie damit fast viermal so steif und mehr als 20-mal so fest wie Baustahl B500. Zudem haben CFK-Lamellen und CF-Gelege einen weiteren wichtigen Vorteil: Sie sind korrosionsbeständig.

Sicherheit bei der Anwendung der Systeme geben umfangreiche nationale und internationale Zulassungen und technische Nachweise (ETA-24/0281, Z-36.1-91, ESR-4774, GB-Code, CVT No. 184). Die eingesetzten chemischen Produkte erfüllen die relevanten Anforderungen der EN 1504 sowie der DIBt-Regelungen. Damit ist eine schnelle und regelkonforme Betoninstandsetzung gewährleistet.

Die Vorteile liegen in der schlanken Bauweise der Verstärkung, der minimalen Erhöhung der Eigenlast und der schnellen Applikation. CFK-Lamellen können sowohl in Schlitze eingeklebt als auch oberflächenbündig auf Bauteile appliziert werden; CF-Gelege ermöglichen die Anpassung an unterschiedliche Geometrien und Verstärkungssituationen.

Mörtelsortiment zur Betoninstandsetzung

Neben der statischen Verstärkung ist die Instandsetzung geschädigter Betonbauteile ein zentraler Bestandteil der Bestandserhaltung. Abplatzungen, Fehlstellen und geschädigte Betondeckungen müssen fachgerecht beseitigt und Geometrie sowie Schutzfunktion der Konstruktion wiederhergestellt werden.

Eine dauerhafte Instandsetzung setzt ein aufeinander abgestimmtes System voraus. Je nach Schadensbild sind Korrosionsschutz der Bewehrung, die Haftung zwischen bestehendem Beton und Reparaturmaterial sowie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des neuen Mörtels entscheidend.

Zementbasierte fischer-Mörtel eignen sich für vielfältige Betoninstandsetzungsarbeiten, etwa zur Reprofilierung beschädigter Betondeckungen und -bauteile, zum Füllen von Fehlstellen und Löchern in Betonbauteilen sowie zur Wiederherstellung der Bewehrungsüberdeckung bei chloridbelastetem oder karbonatisiertem Beton.

Das Sortiment umfasst Feinmörtel für das dauerhafte, ästhetische Oberflächenfinish, Korrosionsschutzbeschichtungen für die einbetonierte Bewehrung, Haftvermittler für den Verbund zwischen altem Untergrund und Betonreparaturmörtel, Betonreparaturmörtel für statisch relevante und statisch nicht relevante Betonausbesserungen, einen hochfließfähigen zementären Vergussmörtel, der auch zur Verankerung genutzt werden kann (EN 1504-6), und schnellabbindende Mörtel. Entscheidend für eine dauerhafte, statisch wirksame und sichere Betoninstandsetzung ist die richtige Materialauswahl und die Verträglichkeit mit dem Untergrund. Das fischer-Sortiment umfasst zehn Produkte mit jeweils passenden mechanischen Parametern, wie Druckfestigkeit, Elastizitätsmodul, Biegefestigkeit, Abbindezeit, Permeabilität sowie Beständigkeit gegen verschiedene Medien, Frost-Tau-Zyklen und Sulfate. Auch Produkte und Systeme mit Trinkwasserzulassung und ZTV-ING-Konformitätserklärungen (zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten) stehen zur Verfügung. Die entsprechenden Leistungserklärungen basieren auf den jeweils zutreffenden Teilen der EN-1504-Normenreihe.

Nachträgliche Bewehrungsanschlüsse

Nachträgliche Bewehrungsanschlüsse ermöglichen die Anbindung neuer Bauteile an Bestandsbauteile sowie Bauteilverlängerungen oder Querschnittsergänzungen bestehender Bauteile zur Erhöhung der Tragfähigkeit. Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Injektionsmörtel zum Einsatz. Mit dem Vinylester-Hybridmörtel „RebarConnect FIS RC II“ lassen sich nachträgliche Bewehrungsanschlüsse mit Stabdurchmessern von 8 bis 40 mm und einer Einbindetiefe bis zu 2 m mit ETA und einer zugelassenen Nutzungsdauer von 100 Jahren ausführen. Die Anwendung mit dem Bewehrungsanker „FRA“ ist ebenso möglich. Verankerungsgrundtemperaturen von -10°C bis +40°C erlauben einen flexiblen Einsatz. Die ETA ermöglicht zudem Bemessungen bis zur Feuerwiderstandsklasse R 120. Kurze Verarbeitungs- und Aushärtezeiten beschleunigen den Arbeitsfortschritt – in den wahlweise mit Hohl- oder Hammerbohrern erstellten Bohrlöchern. In Kombination mit dem passenden Hohlbohrer entfällt die Bohrlochreinigung.

Mit dem Epoxidharzmörtel „FIS EM Plus“ können ebenfalls Bewehrungsanschlüsse mit einem Stabdurchmesser von 8 bis 40 mm bis zu 2 m tief sowie mit dem Bewehrungsanker „FRA“ ausgeführt werden. Der Epoxidharzmörtel eignet sich für das dauerhafte Einleiten schwerer Lasten in Beton und ist sowohl mit der Feuerwiderstandsklasse R 120 bewertet (ETA) als auch mit der Feuerwiderstandsklasse R 240 gemäß CSTB-Gutachten aus Frankreich (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment). Die Nutzungsdauer beträgt 120 Jahre (ETA); eine Verarbeitung ist bis -5°C möglich. In diamantgebohrten Bohrlöchern in Beton ist kein zusätzliches Aufrauen erforderlich. Für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse mit 8 bis 28 mm Durchmesser und dem Bewehrungsanker „FRA“ kann zusätzlich der styrolfreie Vinylester-Hybridmörtel „FIS V Plus“ eingesetzt werden.

Aufbeton-Verstärkungen in der Druckzone

Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Bauteile ist der Einsatz von Aufbeton in der Druckzone. Dadurch werden die Druckzonen verstärkt und bei gleicher Zugbewehrung der innere Hebelarm vergrößert, so dass sich das aufnehmbare Biegemoment erhöht. Das Verfahren eignet sich unter anderem zur Verstärkung von Stahlbetonplatten, etwa Fahrbahnplatten von Brückenüberbauten. Entscheidend ist die dauerhaft statisch wirksame Verbindung der neuen Betonschicht mit dem bestehenden Bauteil. Der Beton-Beton-Schubverbinder „FCC“ ist mit den Injektionssystemen „FIS EM Plus“, „FIS RC II“, „FIS V Plus“ und „FIS SB“ ein bauaufsichtlich zugelassenes System, um Gebäude und Brücken durch Aufbeton zu sanieren. Variable Verankerungstiefen erlauben eine Anpassung an die einzuleitende Last. Für Aufbetonanwendungen verfügt auch die Betonschraube „UltraCut FBS II“ über eine ETA als mechanischer Schubverbinder.

Verankerungslösungen für Brückenkappen

Bei Brücken stellt die sichere Befestigung von Kappen und Randbalken eine wiederkehrende Sanierungsaufgabe dar. Der Brückenkappenanker „FCC-B“ (M16 - 24) lässt sich passend zu unterschiedlichen Baustellenbedingungen in Verbindung mit „FIS EM Plus“ oder „FIS SB“ verwenden, um Kappen und Randbalken dauerhaft sicher auf Brücken zu verankern und verfügt über eine allgemeine Bauartgenehmigung (aBG).

Fazit

Faserbasierte Verstärkungen, Betoninstandsetzungssysteme, nachträgliche Bewehrungsanschlüsse und Aufbetonverstärkungen ermöglichen den Erhalt bestehender Strukturen und leisten einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Bauwirtschaft.

Dr. Sascha Klein ist Geschäftsführer des Bereichs Bauwerkssanierung bei der Unternehmensgruppe fischer in Waldachtal. Katharina Siegel-Rieck ist Pressereferentin fischer ­Befestigungssysteme bei der ­fischerwerke GmbH & Co. KG in Waldachtal.