TragwerksverstrkungSika CarboDur und SikaWrap

Cons

truc

tion

2 3

Inhaltsverzeichnis

Produktbersicht 4

bersicht nach Produkten 6

Theorie Tragwerksverstrkung 8

Verstrken von Tragwerken - 14 Sika CarboDur CFK Lamellen

Verstrken von Tragwerken - 15Sika CarboDur Schlitzlamellen

Unterzge, Wnde und Sttzen - 16 SikaWrap Gewebe

Schubverstrkung - 18 Sika CarboShear L

Sika CarboDur Heizgert 20

Bauwerksverstrkung - Sika StressHead 22

Systemaufbauten 24

Brandschutz 26

Forschung 27

Sanierungen

Rissminimierung

Tragwerksverstrkungen mit Sika Systemen

Im Laufe der Lebensdauer einer Tragstruktur knnen Nutzungsnderungen, Lasterhhungen oder strengere Anforderungen von Normen eine nach-trgliche Tragwerksverstrkung notwendig machen. Mit zeitgemssen Verbundwerkstoffen bietet Sika effiziente Systemlsungen an, die fr unter-schiedliche Anwendungsbereiche in der Tragwerksverstrkung entwickelt wurden. Ob Biege-, Schub- oder Sttzenverstrkungen vorgespannt oder schlaff, Sika verfgt ber die richtige Verstrkungslsung. Die Kohlefaserlamellen Sika CarboDur und die Kohle- oder Glasfasergewebe SikaWrap eignen sich fr Verstrkungen von Beton-, Stahl-, Holz- und Mauerwerkstragstrukturen.

Lasterhhung Umbauten

Erdbeben Sttzenanprall

Anwendungsgebiete

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Produktebersicht

Sika CarboDur-LamellenVorgefertigte, hochfeste Kohlefaserlamellen (CFK-Lamellen) in diversen Abmessungen fr Verstr-kungen von Beton- Holz oder Mauerwerksbauten. Es sind vier Typen mit verschiedenen Material-eigenschaften erhltlich. Die Lamellen werden mit dem Epoxy-Armierungskleber Sikadur-30 verklebt.

Vorteile:

Hochfest Keine Korrosion Geringes Eigengewicht Dauerhaftigkeit Einfache Applikation

SikaWrap -GewebeUnidirektionale Kohle- und Glasfasergewebe zur Verstrkung von Unterzgen, Sttzen und ge-krmmten Bauteilen. Die Gewebe werden mit dem Epoxy-Imprgnierungsharz Sikadur-330 verklebt.

Vorteile:

Vielfltige Einsatzmglichkeit auch fr gekrmmte Flchen

Geringes Eigengewicht Gute Formstabilitt dank speziellen

SchussfdenEinfach zuschneidbar

Sika CarboShear LVorgefertigte, hochfeste Schubwinkel aus Kohlefaserlamellen in diversen Abmessungen fr die Schubverstrkung von Unterzgen und Wnden.

Vorteile:

Keine Korrosion Dauerhaftigkeit Definierte Verankerungszone Leicht zu transportieren Geringes Eigengewicht

Sika CarboHeaterMit dem Heizgert knnen auch bei kalten Temperaturen Lamellen appliziert werden. Zudem wird das Abbinden des Epoxy-Klebers beschleunigt und der Glasumwandlungspunkt erhht.

Vorteile:

Verkrzung der Bauzeit Applikation auch im Winter mglich Erhhung der Gebrauchstemperatur

Sika StressHead -VorspannungMit dem StressHead-System knnen die Kohlefaserlamellen maximal ausgenutzt werden. Mit der Aufbringung der Vorspannkraft knnen Risse geschlossen und Durchbiegungen reduziert werden

Vorteile:

Ausntzung der Lamelle Rissminimierung Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit

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Einsatzbereich der Produkte

Produkte Beschrieb Einsatzbereich

Kohlefaserlamellen Sika CarboDur XS Hochfeste KohlefaserlamelleE-Modul 165000 N/mm2Zugfestigkeit 2200 N/mm2(nur Abmessung 50 x 1.4 mm)

Biegeverstrkung von Beton-, Stahl- und Holzbauwerken Ausbildung von Zuggliedern und Fachwerken bei Erdbebenverstrkungen an Wnden Verstrkungen bei Decken- und Wandausbrchen

Sika CarboDur S Hochfeste KohlefaserlamelleE-Modul 165000 N/mm2Zugfestigkeit 2800 N/mm2

Biegeverstrkung von Beton-, Stahl- und Holzbauwerken Ausbildung von Zuggliedern und Fachwerken bei Erdbebenverstrkungen an Wnden Verstrkungen bei Decken- und Wandausbrchen

Sika CarboDur M Hochfeste mittelmodulige Kohlefaserlamelle E-Modul 210000 N/mm2Zugfestigkeit 2900 N/mm2

Biegeverstrkung von Beton-, Stahl- und Holzbauwerken Ausbildung von Zuggliedern und Fachwerken bei Erdbebenverstrkungen an Wnden

Sika CarboDur H Hochsteife Kohlefaserlamelle E-Modul 300000 N/mm2Zugfestigkeit 1350 N/mm2

Versteifung von Beton-, Stahl- und Holzbauwerken Versteifung oder Zugelemente in der Maschinenindustrie

Verstrkungsgewebe SikaWrap C Kohlefasergewebe(aktive Verstrkung)

Verstrkung bzw. Umschnrung von Sttzen, Unterzgen, Decken. Erdbebenverstrkung

SikaWrap G Glasfasergewebe(passive Verstrkung)

Erdbebenverstrkung von Wnden Verstrkung gegen Anprall bei Sttzen

Kohlefaser Schubwinkel Sika CarboShear L Schubwinkel aus hochfesten Kohlefasern Schubverstrkungen von Unterzgen, Wnden und dergleichen Verankerung / Kragarme

Kleber und Harze Sikadur-30 2-komponentiger Epoxid-Klebemrtel Verkleben von CFK-Lamellen und Schubwinkel

Sikadur-330 2-komponentiges Epoxid-Imprgnierharz Imprgnierharz fr SikaWrap Gewebe

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Theorie Tragwerksverstrkung

1. EinleitungBevor mit der eigentlichen Bemessung der Tragwerksverstrkung begonnen werden kann, ist die Nutzungsanforderung festzulegen und das Gesamtkonzept der Verstrkung zu entwerfen.

Grundstzlich werden drei verschiedene Versagensarten unterschieden:

Verstrkungsversagen berschreitung des Wiederstandes der Lamelle bzw. des Gewebes

Verbundversagen Versagen zwischen Untergrund und Klebebewehrung Untergrundversagen Versagen im Untergrund selber oder der darin enthaltenen Bewehrung

2. MaterialeigenschaftenDas Sika CarboDur -System verfgt ber vier verschiedene Kohlefaserlamellen-Typen mit verschiedenen E-Moduli und Zugfestigkeiten. SikaWrap ist in zwei verschiedenen Faserarten erhltlich: Kohlenstoff und Glas.

Im Gegensatz zu gewhnlichem Bewehrungsstahl weisen Kohle- und Glasfasern eine erheblich grssere Zugfestigkeit auf. Sie bilden aber kein Fliessplateau und versagen sprde. Die Norm schreibt deshalb bei Faserverstrkungen grssere Sicherheitsfaktoren gegenber Materialversa-gen als bei Stahl vor: ca. 1.6-2.0 (je nach Norm). Bei den Geweben erfolgt die Bemessung in der Regel nicht aufgrund der Fasereigenschaften, sondern aufgrund der Laminateigenschaften, welche 1:1 an imprgnierten Geweben ermittelt wurden. Dabei machen die Fasertypen, die Herstellmethode der Gewebe und das verwendete Imprgnierharz die Hauptunterschiede aus. Generell kann bei handlaminierten Geweben von einer Laminatfestigkeit von ca. 70-80% der theoretischen Faserfestigkeit ausgegangen werden. Der Laminat-Modul erreicht 90-100% des theoretischen Wertes der Faser. Die effektiven Laminat-werte knnen dem Produktdatenblatt entnommen werden.

Je nach Anforderung an die Verstrkung kann ein Sika CarboDur- bzw. SikaWrap Typ gewhlt werden. Fr eine aktive Verstrkung mit dauernder Belastung empfiehlt es sich ein System mit Kohlefasern zu whlen. Je nach Anforderung an die Steifigkeit knnen die Typen XS, S, M oder H eingesetzt werden.

Bei passiven Verstrkungen (Erdbeben, Explosionen, Anprall) kommen in der Regel Glasfasergewebe zur Anwendung. Es knnen aber auch Kohlefasergewebe eingesetzt werden. Grosse Wnde werden vollfl-chig mit Geweben oder durch eine Fachwerkausbildung mit Kohlefaserlamellen oder Geweben verstrkt.

min. Zugfestigkeit(Mpa)

E-Modul(Mpa)

Bruchdehnung Bemesungs-dehnung*

Sika CarboDur Typ XS 2200 165000 1.20 % 0.70 %

Typ S 2800 165000 1.70 % 0.80 %

Typ M 2900 210000 1.35 % 0.65 %

Typ H 1350 300000 0.45 % 0.25 %

Sika CarboShear 2250 120000 1.70 % 0.60 %

SikaWrap C 4300 ~ 230000 ~ 1.87 % 0.60 %G 2300 76000 3.03 % 0.60 %

Stahl S235 235 210000 0.11 % ---

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

500

1000

2000

2500

3000

1500

Dehnung [%]

Zugf

estig

keit

[N/m

m2]

CarboDur Typ H

CarboShear

CarboDur Typ S

CarboDur Typ M

Stahl S235

*Abhngig von der Struktur und der Belastung muss dieser Wert durch den verantwortlichen Ingenieur, gemss Anforderungen und Standards, angepasst werden.

Bild: Dehnungs- und Spannungsdiagramm verschiedener Lamellen gegenber Baustahl

Rd

10 11

3. BiegebemessungVerstrkungen von Stahl- oder Spannbetonbiegetrgern erfolgen vorzugsweise mit Sika CarboDur Lamellen. Gewebe knnen auch fr die Biegezugverstrkung eingesetzt werden, sind aber wegen der geringeren Effizienz und dem erhhten Applikationsaufwand auf der Baustel-le ausser fr schwache Untergrnde (grosse Klebeflche) fr diese Anwendung nicht empfohlen.

Gemss Norm SIA 166 Klebebewehrung sind folgende Nachweise zu fhren:

Biegenachweis im unverstrkten Bereich Norm SIA 262 Querkraftsnachweis im unverstrkten und verstrkten Bereich Norm SIA 262 Verankerungsnachweis am Ende der Wirkungszone Norm SIA 166 Nachweis der Zugkraftnderung in der Wirkungszone Norm SIA 166

Fr die Ermittlung des Lamellenquerschnittes ist die Spannungs- und Dehnungsverteilung zum Zeitpunkt der Applikation der Klebebewehrung zu bercksichtigen. Die im Tragsicherheits-nachweis auftretende Dehnung ist um die Vordehnung abzumindern um die Dehnung der Lamelle und damit die Kraft in der Lamelle zu erhalten.

dh

x FC

FsFI

cd c0 cd

unten, 0 I,d = unten, d - unten, 0

s0 sd s0

VerankerungIn der Wirkungszone bernimmt die Klebebewehrung Zugkrfte. Die am Ende der Wirkungszone vorhan-dene Lamellenkraft muss in der Verankerungszone im ungerissenen Bereich eingeleitet werden. In der Verankerungszone leistet die Klebebewehrung rechnerisch keinen Beitrag zur Bauteilverstrkung.

Die mgliche Verankerungszone ist also abhngig von der Lnge des ungerissenen Querschnitts. Ist die maximal vorhandene Verankerungszone lbod kleiner als der Bemess-ungswert lbd der Verankerungslnge, ist der Verankerungs-widerstand Fb,Rd gemss Norm SIA 166 zu reduzieren. Ist die zu verankernde Lamellenkraft grsser als der maximal zu-lssige Verankerungswiderstand Fb,Rd so ist die Zugkraft auf mehrere Lamellen, d.h. auf eine grssere Krafteinleitungs-flche zu verteilen. Die Verbundspannung wird dadurch re-duziert. Eine Vergrsserung der Verankerungslnge ber den Bemessungswert lbd liefert keinen hheren Tragwiderstand.

4. SchubbemessungDer Querkraftwiderstand von Stahl- oder Spannbetontrgern kann durch das Anbringen von bgelfrmi-ger Klebebewehrung (Sika CarboShear) erhht werden. Der Querkraftsnachweis erfolgt nach der Norm SIA 262 und 166. Dabei ist zu bercksichtigen, dass eine Verstrkung nur zulssig ist, wenn im unverstrkten Gebrauchszustand noch keine Schubrisse vorhanden sind. Weiter sind die Punkte unter Ziffer 3.1.7.3.2 der Norm SIA 166 zu bercksichtigen.

5. Sttzen- bzw. DruckgliederbemessungDie Gewebe SikaWrap knnen Spreizkrfte im Lasteinleitungsbereich aufnehmen und das Aus-knicken der Lngsbewehrung verhindern. Durch die Umschnrung wird ein dreidimensionaler Span-nungszustand im Beton erzielt. Dessen Druckfestigkeit und Duktilitt wird dadurch erhht. Da das Verstrkungsgewebe auch die Betonberdeckung umschliesst, trgt auch diese bei der Abtragung der Krfte mit. Bei der Bemessung von Stahlbetondruckgliedern wird die maximal zulssige Dehnung im Gewebe auf 2 festgesetzt.

6. VorspannungUm die hochfeste Kohlefaserlamelle optimal auszunutzen, kann diese vorgespannt werden. Die zulssigen Dehnungen und damit die Zugkrfte liegen hher als bei schlaff applizierten Lamellen. Zustzlich wird durch die Vorspannkraft auf der Zugseite des Tragwerks eine Druckkraft aufgebracht.

Zustand zum Zeitpunkt der Ap-plikation der Klebebewehrung

Tragsicherheitsnachweis im verstrkten Zustand

Gebrauchstauglichkeitsnach-weis im verstrkten Zustand

Gk G x Gk + Q x Qk Gk + x Qk

Dazugehrende Dehnungsverteilung:

lbd =lld

Fb0, Rd

Fb, Rd

cd (Sd)fctH /M

WirkungszoneVerankerungszone

unten,0unten,dl,d

Theorie Tragwerksverstrkung

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Diese bewirkt im Gebrauchszustand kleinere Zugspannungen in der Stahlbewehrung und fhrt damit zu kleineren Rissbreiten. Zur Berechnung des Tragwiderstandes wird die Vorspannkraft zur Zugfestigkeit der Bewehrung addiert.

Zusammen mit den Firmen StressHead und VSL bietet Sika ein innovatives Vorspannsystem an. Die Firma StressHead untersttzt Sie gerne bei der Planung und Bemessung.

Die Lamelle kann mit oder ohne Verbund montiert werden. Der Verbund bringt einige Vorteile mit sich: Der Lamellenquerschnitt nimmt lokal zustzliche Krfte aus Biegung auf, so dass das Zugglied als eine Kombination von vorgespannter und nicht vorgespannter Lamelle wirkt. Zudem ist eine Vorspannlamelle im Verbund besser gegen mechanische Einwirkungen geschtzt. Die Bemessung wird aus den bekannten Regeln der konventionellen Spannsysteme abgeleitet. Die Besonderheiten des CFK-Materials mssen bercksichtigt werden und knnen der Norm SIA 166 entnommen werden.

7. Aussergewhnliche EinwirkungFalls beim Ausfall der Klebebewehrung der Tragwiderstand des unverstrkten Tragwerks ungengend ist, ist die Klebebewehrung gegen Feuer, Vandalimus und sonstige Zerstrungen zu schtzen.

Ist der Tragwiderstand des unverstrkten Trag-werks grsser als der reduzierte Bemessungswert Ed = Gk + x Qk sind keine Massnahmen zum Schutz der Klebebewehrung vorzusehen.

D

D Z Z

Z D D

(1) (2) (3) (4)

(1) Druckspannung aus Vorspannung (3) Spannung ursprnglicher Belastung(2) Biegespannung aus exzentrischem Anteil (4) Resultierende Spannungsverteilung

Theorie Tragwerksverstrkung

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Sika CarboDur -SchlitzlamellenHochfeste, vorgefertigte, Kohlefaser Lamellen fr die strukturelle Tragwerksverstrkung von Beton, Holz und Mauerwerk. Diese werden mit dem Epoxidharz Sikadur-330, als Tragwerkselemente mit der Gebudestruktur verklebt.

Anwendungsbeispiele Verstrkung des Negativmomentes (Sttzmoment) Fehlende obere Bewehrung Einschlitzen in Druckbauteile (Biegezugverstrkung) Verstrkung von Holzbalken oder Natursteinen

Vorteile Bessere Ausnutzung der Lamelle Mit geringerem Querschnitt knnen hhere Krfte

verankert werdenBessere Einleitung der Krfte Einsatz bei geringerer Oberflchen-Zugfestigkeit Einfachere Brandschutzmanahmen und besser

vor mechanischen Einwirkungen geschtztDas Reprofilieren des Untergrundes kann entfallen

Informationen fr den Ingenieur

Materialeigenschaften min. Zugfestigkeit(Mpa)

E-Modul(Mpa)

Bruchdehnung Bemessungs-dehnung

Sika CarboDur Typ S 2800 165000 1.7 % 1.00 %

Abmessungen der Lamellen: Typ S1.525/60 = Breite: 1.5 cm, Dicke: 2.5 mm Typ S2.025/80 = Breite: 2.0 cm, Dicke: 2.5 mm

System besteht aus Lamelle und Epoxyharz Sikadur-330 Auf was ist zu achten:

- Randabstnde und Achsabstnde sind je nach Festigkeit des Untergrundes zu whlen. - Bestehende Bewehrung darf nicht durchtrennt werden.

t Lamellenbreite

~ 4 mm

Beton

Bewehrungseisen

Beton

Bruchlinie

Verstrken von Tragwerken

Rd

t Lamellenbreite

~ 4 mm

Beton

Bewehrungseisen

Beton

Bruchlinie

Sika CarboDur CFK LamellenHochfeste, vorgefertigte Kohlefaser-Lamellen fr die strukturelle Tragwerksverstrkung von Beton, Holz und Mauerwerk. Diese werden mit dem Epoxidharzklebstoff Sikadur-30, als externe Tragwerks-elemente mit der Gebudestruktur verklebt.

Anwendungsbeispiele Verstrken von Stahl-, Holz-, und Betontrgern Ersatz fr Bewehrungsdurchtrennungen Ausbildung von Zuggliedern bei Verstrkungen

von Wandscheiben (Erdbeben)Vergrsserung der Steifigkeit des Tragwerks, Anpassung der Tragstruktur an normative

nderungen

Vorteile Keine Korrosion Sehr geringes Eigengewicht Leicht transportierbar Lamellenkreuzungen einfach mglich Leichte Installation auch ber Kopf Ausgezeichnetes Verhalten bei Ermdung

Informationen fr den IngenieurMaterialeigenschaften min. Zugfestigkeit

(Mpa)E-Modul(Mpa)

Bruchdehnung Bemesungs-dehnung* Rd

Sika CarboDur Typ XS 2200 165000 1.20 % 0.70 %

Typ S 2800 165000 1.70 % 0.80 %

Typ M 2900 210000 1.35 % 0.65 %

Typ H 1350 300000 0.45 % 0.25 %

*Abhngig von der Struktur und der Belastung muss dieser Wert durch den verantwortlichen Ingenieur, gemss Anforderungen und Standards, angepasst werden. Abmessungen der Lamellen vgl. Produktdatenblatt bzw. aktuelle Preisliste

Haftzugfestigkeit des Betonuntergrundes min. 1.5 N/mm 2, im Mittel min. 2.0 N/mm2 System besteht aus Lamelle und Epoxykleber Sikadur-30 oder Sikadur-30 LPWartezeit von Applikation bis Belastung bei 25C betrgt 3 Tage, bei 10C 7 Tage. Diese Zeit kann durch den Einsatz

des Sika CarboDur Heizgertes massiv verkrzt werden (vgl. Kap. Heizgert).Die Gebrauchstemperatur liegt bei einem normal ausgehrteten System bei 50C. Diese Temperatur kann beim Einsatz

des Sika CarboDur Heizgertes, unter Verwendung des Sikadur -31 LP auf 80C erhht werden.

Beispiel: Gefahr von grossflchigen Abplatzungen, falls Kraft aus den Lamellen nicht in den Untergrund geleitet werden kann.

Geometrie / Schlitzlamellen

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Informationen fr den IngenieurMaterialeigenschaften des Laminats

Traglast bei 6% Dehnung

E-Modul (MPA)

Bemerkung

SikaWrap Typ 230C /45 150 kN/m Breite 25000 gilt fr Laminatdicke = 1.0 mm

Typ 300C /60 200 kN/m Breite 33000 gilt fr Laminatdicke = 1.0 mm

Typ 430G /25 90 kN/m Breite 19000 gilt fr Laminatdicke = 0.5 mm

Die Gewebe wirken zusammen mit dem Harz (Sikadur-330) in dem sie eingebettet werden. Fr die statische Berechnung sind darum nicht die Kennwerte der Fasern zu verwenden, sondern die des Laminates. Die Werte unterscheiden sich je nach Gewebe-Typ.

Haftzugfestigkeit des Betonuntergrundes muss min. 1.0 N/mm 2 betragen. Im Mittel min. 1.5 N/mm2 System besteht aus Gewebe und Epoxykleber Sikadur -330Wartezeit von Applikation bis Belastung bei 23C betrgt 7 Tage

Applikation des SikaWrap

Im Trockenverfahren wird das SikaWrap direkt in das bereits applizierte Sikadur-330 Kleber-bett gelegt und mittels Roller festgedrckt. Der Kleber dringt so in das Gewebe ein. Dieses Verfahren ist etwa bis zu einem Gewebegewicht von 300 g/m2 mglich.

Verstrken von Unterzgen, Wnden und Sttzen

SikaWrap-GewebeUnidirektionale Gewebe aus Kohlestoff- oder Glasfasern zur Verstrkung von Sttzen, Wnden, Decken und Unterzgen etc.

Anwendungsbeispiele Vorteile

Sttzenverstrkung durch Umschnrungen Schubverstrkungen Verstrkung von historischen Bauten Erhhung des Tragwiderstandes von Wnden

zur Erdbebensicherung

Keine Korrosion Sehr geringes Eigengewicht Leicht transportierbar

Anwendung in Abhngigkeit des Fasertyps:

Fasertyp Anwendung

Kohlenstoff (C) Fr aktive Verstrkung, d.h. bei Dauerlastbeanspruchung oder Ermdungsgefahr. Ist aber auch fr passive Verstr-kungen (Erdbeben) einsetzbar.

Glas (G) Fr passive Verstrkungen, wie Erdbeben oder Sttzenanprall.

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Schubverstrkungen mit CFK Schubwinkeln

Sika CarboShear LCFK-Verstrkungs-Schubwinkel sind kohlenstofffaserverstrkte Schubwinkel fr die Schubver-strkung von Stahlbetonkonstruktionen. Sie sind eine Ergnzung des CFK-Verstrkungssystems Sika CarboDur, welches fr Biegeverstrkungen eingesetzt wird.

Anwendungsbeispiele Schubverstrken von Betontrgern

bei der Erhhung von NutzlastenErsatz fr Schubbewehrungen bei

nachtrglichen AussparungenErhhung des Tragwiderstandes

bei normativen nderungen

Vorteile Keine Korrosion Sehr geringes Eigengewicht Leicht transportierbar Leicht zuschneidbar Geringe Dicke, kann einfach berschichtet

werdenLeichte Installation auch ber Kopf Definierte Verankerungen

Informationen fr den Ingenieur

Materialeigenschaften min. Zugfestigkeit(Mpa)

E-Modul(Mpa)

Bruchdehnung Max. Bemesungs-dehnung

Sika CarboShear 2250 120000 1.7 % 0.60 %

Die Verankerung des lngeren Schenkels kann in der Druckplatten des Tragwerks mit Sikadur-30 erfolgen.

Die Verankerungslnge hat einen Einfluss auf die Auszieh- kraft des Winkels.

Haftzugfestigkeit des Betonuntergrundes min. 1.5 N/mm 2, im Mittel min. 2.0 N/mm2

System besteht aus Winkel und Epoxykleber

Rd

Sikadur-30 oder Sikadur-30 LP Faustformel fr den Verbrauch des Klebers: ca. 0.5 bis 1.0 kg / pro Schubwinkel (je nach Grsse).

Die Schubwinkel knnen wie die Sika CarboDur- Lamellen beschichtet werden.

Verankerungslnge Ausziehkraft(Bruch)

Rel. Ausziehkraft % der Bruchlast

100 mm ca. 77 kN ca. 60

150 mm ca. 100 kN ca. 80

200 mm ca. 120 kN ca. 95

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Beschleunigte Aushrtung

Sika CarboDur -Heizgert Elektrisches Heizgert fr das beschleunigte Aushrten von verklebten Sika CarboDur CFK-Lamellen oder fr die Erhhung der Gebrauchstemperatur.

Funktion: Gleichstrom mit einer ungefhrlichen Spannung von 0 bis 100V, wird durch die Lamellen geleitet, welche als Widerstand wirken und sich aufheizen. Dadurch wird auch das Kleberbett erwrmt und der Klebstoff hrtet schneller aus.

VorteileSchnelle Aushrtung des Armierungsklebers innert 2 - 4 Stunden Ermglicht Verstrkungsarbeiten bei tiefen Temperaturen Leicht transportierbar Fr die Erhhung der Gebrauchstemperatur (hhere Wrmeformbestndigkeit des

Armierungsklebers Sikadur-30 LP)Einfache Bedienung Kosteneinsparungen dank verkrzten Sanierungszeiten

Informationen fr den Ingenieur Aushrtzeiten:

Kleber ohne Sika CarboDur Heizgert mit Sika CarboDur Heizgert

Temperatur + 10C + 25C + 60C + 70C + 80C

Sikadur-30 7 Tage 3 Tage 4 Stunden 3 Stunden 2 Stunden

Sikadur-30 LP --- 7 Tage 6 Stunden 4 Stunden 2 Stunden

Gebrauchstemperaturen:Temperaturen Sikadur-30 Sikadur-30 LP

+ 30C ohne Heizgert ohne Heizgert

+ 40C ohne Heizgert ohne Heizgert

+ 50C ohne Heizgert ohne Heizgert

+ 60C nicht mglich mit Heizgert

+ 70C nicht mglich mit Heizgert

+ 80C nicht mglich mit Heizgert (Aushrtuntg bei 90 C)

Limiten:Kleber ohne Sika CarboDur Heizgert mit Sika CarboDur Heizgert

Sikadur-30 + 8Ckeine gefrorenen Untergrnde (nicht auf Eis)

Sikadur-30 LP + 25C

*Bei tiefen Temperaturen (< +10 C), ist der Kleber schwieriger zu verarbeiten (hohe Viscositt!). Es wird empfohlen, den Kleber vor Applikation fr ca. 24 Stunden bei ca. +20 C zu lagern.

Die erreichbare Temperatur ist abhngig vom Lamellen-Typ und der Lamellenlnge. Generell gilt, dass mit kleineren Querschnitten des Typs S hhere Temperaturen erreicht werden, als mit grossen Querschnitten des Typs M. Als Faustregel gilt, dass mit einer Lnge von 15 m Temperaturerhhungen von 50 C mglich sind.

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Bauwerkverstrkung mit vorgespannten CFK Lamellen

Informationen fr den Ingenieur Die Eigenschaften des Vorspannungsystems richtet sich nach der gewhlten Qualitt des Verankerungssystems und werden in den Zulassungsversuchen besttigt.

Ankerkopf CFK Lamellen

Material CFK Typ Sika CarboDur S624

Gewicht 550 g Zugfestigkeit 2800 N/mm2

Abmessung 60/80 x 110 mm Abmessung 60 x 2.4 mm

Einbau im Verbund: Mit dem Lamellenquerschnitt (60 x 2.4 mm) kann insgesamt eine Zugkraft von 250 kN aufgenommen werden (mit Sicherheitsfaktor 1.6). Bei einer Vorspannkraft P0,max = 220 kN, knnen lokal zustzlich 30 kN bernommen werden, bis die Tragsicherheitsgrenze erreicht wird.

Sika StressHead und VSLDas Vorspannsystem StressHead basiert auf dem Prinzip einer externen Vorspannung mit oder ohne Verbund, bestehend aus CFK-Spanngliedern mit konzentrierter Krafteinleitung an den Lamellenenden.

Anwendungsbeispiele Verstrken von Tragwerken bei Erhhung der Nutzlast Ausbildung von Zuggliedern bei Verstrkungen von Wandscheiben (Erdbeben) Verringerung von Verformungen Reduktion der Spannungen in der Stahlbewehrung Verkleinerung der Rissbreiten

Argumente fr das Vorspannsystem StressHead Kann unter Betrieb appliziert werden (unter dynamischer Beanspruchung) Kann auch bei schlechter Qualitt des Untergrundes angewendet werden

(Beton: min. 10 N/mm2)Ausntzen der guten Materialeigenschaften der CFK Lamellen Kurze Endverankerung der CFK-Lamellen (kleiner 12 cm) Konzentrierte Krafteinleitung in den Untergrund Wirtschaftliche, einfache Applikation ohne Hebezeuge oder Anpressvorrichtungen Applikation ist vollkommen witterungs- und temperaturunabhngig (ohne Verbund)

Vorspannsystem StressHead

Spannkraft P0, max = 220 kNVerankerte Kraft Pu, min = 300 kN

Vorspannung P0 = 1540 N/mm2

Vordehnung P0 = 0.95 %

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Systemaufbauten

Betonsanierung und VerstrkungWenn die Bewehrung des bestehenden Bauteils durch Karbonatisierung oder Chloride korro-diert, ist die Betonoberflche abzutragen und zu reprofilieren. Der Reprofilierungsmrtel Sika MonoTop-412 N ist gengend austrocknen zu lassen (max. 4 % Untergrundfeuchtigkeit nach CM-Methode). Die Wartezeit betrgt bei 20C etwa 7 Tage, immer abhngig vom Klima und der Schichtdicke.

SchutzDie Lamellenoberflche kann mit einem Farbanstrich, z.B. Sikagard-550 W Elastic oder Sikagard-ElastoColor W, beschichtet werden. Durch eine helle Farbe knnen bei direkt besonnten Lamellen die Oberflchentemperaturen gesenkt werden.

Die Lamellen knnen auch mit einem zementsen Mrtel berspachtelt werden, um sie z.B. gegen mutwillige Beschdigungen zu schtzen.

Beim Einsatz von Sika CarboDur -Lamellen auf Brckenfahrbahnplatten und nachtrglichem Aufflammen von Bitumendichtungsbahnen, sind die Lamellen vor Hitzeeinwirkung zu schtzen. Das System wurde auf der Baustelle und im Labor erfolgreich geprft.

Betonreprofilierung1 Reprofiliermrtel Sika MonoTop-412N inkl. Haftbrcke Sika MonoTop-9102 Sika CarboDur-Lamelle verklebt mit Sikadur-30

1

2

Schtzen1 Sika CarboDur-Lamelle, Kratzspachtel mit Sikadur-30 abgesandet2 berschichtet mit Sika MonoTop-623

1

2

Schutz vor Hitzeeinwirkung 1 Sikadur-302 Sika CarboDur-Lamelle3 Sikadur-30 mit Quarzsand4 SikaTop-Armatec 110 EpoCem5 Sikafloor-82 EpoCem

1

2

3

4

5

Beschichten1 Sika CarboDur-Lamelle2 Beschichtet mit Sikagard-550 W Elastic oder Sikagard-ElastoColor W

1

2

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Brandschutz

Brandschutzsystem mit BrandschutzplattenDas System der Klebebewehrung besteht aus der Kohlefaserlamelle oder dem Fasergewebe und dem Epoxidharzkleber. Bei Feuereinwirkung verliert dieser Epoxidharzkleber seine Festigkeit. Der Kraftfluss vom Untergrund in die Lamelle oder das Gewebe wird unterbrochen und die Verstr-kung verliert seine Wirkung. Falls durch den Ausfall der Klebebewehrung die Tragsicherheit nicht mehr gewhrleistet ist, muss die Klebebewehrung vor zu hohen Temperaturen geschtzt werden.

Dies geschieht am besten mit Brandschutzplatten. Versuche im EMPA Horizontalofen zeigten, dass CFK-Lamellen mit Brandschutzplatten (Promat) wirksam gegen Brandeinwirkungen geschtzt werden knnen. Die CFK-Lamellen mssen im Gegensatz zu Stahllamellen nicht mit Dbeln gegen das Herabfallen befestigt werden.

Informationen fr den Ingenieur Nach Norm SIA 166 gilt:Falls beim Ausfall der Klebebewehrung der Tragwiderstand des unverstrkten Tragwerks ungengend ist, ist die Klebe-bewehrung gegen Feuer, Vandalismus und sonstige Zerstrungen zu schtzen. Ist der Tragwiderstand des unverstrkten Tragwerks grsser als der reduzierte Bemessungswert Ed = Gk + x Qk sind keine Massnahmen zum Schutz der Klebebewehrung vorzusehen.

Der Bericht ber den Versuch in der EMPA kann bei der Sika Schweiz AG bezogen werden.

Zeit t [min]

Tem

pera

tur T

[C]

ISONormbrand

10 20 30 40 50 60 70 80 90

200

400

800

1000

600

Forschung

An vielen Prf- und Forschungsinstituten weltweit sind inzwischen Untersuchungen am System Sika CarboDur durch-gefhrt worden. Eine Auswahl an Arbeiten, Berichten und Zulassungen im deutschsprachigen Raum wird hier vorgestellt:

Forschungsberichte (Historie)Bewehren von Stahlbeton mit kohlefaserverstrkten Epoxidharzen Dissertation Hp. Kaiser, ETH Zrich, Nr. 8918 1989

Verstrken von Stahlbeton mit gespannten Faserverbundwerkstoffen Dissertation M. Deuring, ETH Zrich, Nr. 10199 (EMPA-Bericht Nr. 224)

1993

Verstrken von Mauerwerk mit Faserverbundwerkstoffen in seismisch gefhrdeten Zonen

Dissertation G. Schwegler, ETH Zrich, Nr. 10672 (EMPA-Bericht Nr. 229)

1994

Untersuchungsberichte (inkl. Angaben der beteiligten Sika-Materialien)Brandversuche an nachtrglich verstrkten Trgern aus Beton EMPA-Bericht Nr. 148795 Sikadur -30

Prfung der Klebschicht von auf Beton geklebten CFK-Lamellen EMPA-Bericht Nr. 154490 Sika CarboDur Typ SSikadur -30

Statische Belastungsversuche an mit Sika CarboDur verstrkten Betonbalken EMPA-Bericht Nr. 154490/1 Sikadur -30

Versteifen von hlzernen Quertrgern der historischen Brcke Sins mit kohlefaserverstrkten Kunststoffen (CFK)

EMPA-Bericht Nr. 142769 Sika CarboDur Typ SSikadur -30Sika CarboDur Heizgert

Prfung von CFK-Schublamellen an Stahlbetonplatten Balken T1 und T2 EMPA-Bericht Nr. 169219/1 Sika CarboShear LSikadur -30Sika CarboDur Typ M

Prfung von CFK-Schublamellen. Biegebalken T3

EMPA-Bericht Nr. 169219/2 Sika CarboShear LSikadur -30

Schubverstrkung mit CFK-Gewebe. Versuchstrger T4

EMPA-Bericht Nr. 200137/1 Sika Wrap Hex -230CSikadur -330

Schubverstrkung mit CFK-Gewebe. Versuchstrger T5, Gewebe 45 verlegt

EMPA-Bericht Nr. 405552 Sika Wrap Hex -230CSikadur -330

Zulassungen DeutschlandGutachten: iBMB, TU Braunschweig: Prfung des Epoxidharzklebers Sikadur -30 und des Primers Icosit 277 gemss den Richtlinien fr Zulassungsprfungen an Reaktionsharzkle-bern und Primern fr angeklebte Laschenverstrkungen von Stahlbetontraggliedern (Entwurf 1989). Prfbericht Nr. 1871/0054. Ingenieurbro Prof. Dr. -Ing. F. S. Rostsy: Gutachten G97/0250, Beurteilung der Eignung von CFK-Lamellen des Systems Sika CarboDur als Klebebewehrung fr die Verstrkung von Betonbauteilen sowie Bemessungsgrundlagen fr die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Braunschweig 1997.

Ingennieurbro Prof. Dr. -Ing. E.h. F. S. Rostsy: Gutachten G99/0355, Beurteilung der Eignung von CFK-Lamellen des Typs Sika CarboDur Typ M als Klebebewehrung fr die Erhhung der Biegetragfhigkeit von Platten aund Balken aus Stahl- oder Spannbeton und Hinweise zur Bemessung fr die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Braunschweig 1999.

Zulassungen:

Schubfeste Klebeverbindung zwischen Stahlplatten und Stahlbetonbauteilen oder Spannbetonbauteilen mit dem System Sikadur -30 Klebstoff und Icosit 277 Primer

Deutsches Institut fr Bautechnik, Berlin Z-36.1-30 seit 1995

Verstrkung von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen durch schubfest aufgeklebte Kohlefaserlamellen Sika CarboDur

Deutsches Institut fr Bautechnik, Berlin Z-36.12-29Ergnzung mit Typ M, E-Modul = 210000 N/mm2

seit 1997

Brandschutzplatten

Beton

geklebte CFK-Lamellen

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