Vorgespannte CFK-Lamellen gegen Rissbildung

Innerhalb von zwei Tagen gelang es den Ingenieuren und Anwendungstechnikern von S&P mittels einer vorgespannten CFK-Lamelle unschöne Rissbildungen in der Fassade eines Neubaus rückgängig zu machen und für die Zukunft zu stoppen. Das Vorspann-System von S&P bewährt sich seit Jahrzehnten bei verschiedensten Bauwerksverstärkungen auf der ganzen Welt.

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Thema
Vorgespannte CFK-Lamellen gegen Rissbildung
Objekt
Wohn- und Geschäftshaus
Ort
Mainz
Bundesland
Rheinland-Pfalz
Land
Germany
Datum

Situation

In der Fassade eines Wohn- und Geschäftshauses wurden kurz nach Fertigstellung Rissbildungen festgestellt. Zum Teil waren es vertikale Risse, ausgehend von Fensterdurchbrüchen und teilweise Längsrisse, parallel zum deckengleichen Unterzug bzw. Brüstungsträger. Die genaue Ursache konnte nicht zweifelsfrei festgestellt oder rechnerisch erfasst werden.

Die Ursachen können vielfältig sein: Schwinden oder unzureichende Drillbewehrung in der Deckenplatte, etc. oder Risse, welche letztlich nur im Putz vorhanden sind und mit der Tragstruktur nichts zu tun haben. Um kein weiteres Risiko einzugehen, entschied man sich für eine CFK-Lösung, um die Rissbildung und mögliche weitere Verformungen zu verhindern oder wenigstens zu minimieren.

Problem

Damit eine Verstärkung direkt mitwirkt und nicht erst eine Zunahme der Belastung bzw. Dehnung zur Aktivierung der Verstärkung erfolgen muss, wurde hier eine vorgespannte CFK-Lamelle gewählt. Vorgespannte CFK-Lamellen besitzen in Deutschland keine bauaufsichtliche Zulassung. Da es sich in diesem Fall jedoch um eine konstruktive Maßnahme handelte, konnte außerhalb geltender Regelungen und ohne Zulassung gearbeitet sowie eine ingenieurmäßig sinnvolle Lösung realisiert werden.

Klemmschuhe zum Spannen

Beim Vorspannen werden die Lamellen bzw. der Untergrund zunächst herkömmlich vorbereitet und Klebstoff auf die Lamelle aufgetragen (siehe Bildergalerie). Für die eigentliche Vorspannung kommt ein speziell von S&P entwickeltes System zum Einsatz: Die Enden der Lamellen bleiben jeweils ohne Klebstoff, damit diese im Klemmschuh platziert und geklemmt verankert werden können, so, dass sich dieser später demontiert lässt.

Anschließend werden an beiden Enden der CFK-Lamelle vor dem Klemmschuh, die späteren dauerhaften Endverankerungen mit Betonankern montiert. Diese Endverankerungen stellen später einen selbstinduzierten Anpressdruck dar, ähnlich der Verbundkrafterhöhung der DAfStb-Richtlinie zum Verstärken von Betonbauteilen.

140kN Spannkraft

Ein Hydraulikzylinder wird im Spannrahmen auf eine der Endverankerungen platziert, um einen der Klemmschuhe nach hinten zu drücken und die Lamelle somit vorzuspannen, währen der andere Klemmschuh fest im Rahmen montiert ist. In der Regel wird mit ca. 6‰ vorgespannt, was bei der gewählten Lamelle von 100mm x 1,4mm ca. 140kN entspricht.

Anschließend werden Distanzschrauben zu Entlastung des Hydraulikzylinders zwischen Klemmschuh und Spannrahmen eingesetzt, währen der Klebstoff der Lamelle aushärtet. Der Zylinder kann entnommen werden und alle Schrauben der Endverankerung werden auf die Endfestigkeit angezogen. Die verklebte Lamelle hat bei diesem Projekt eine Länge von 800cm, dementsprechend beträgt die Längenänderung der Vorspannung 48mm. 

Spezialisten sorgen für reibungslosen Ablauf

Die Montage der Lamellen und die Vorspannung muss während der Topfzeit des Klebstoffs erfolgen. Somit spielen Geschwindigkeit und eingespielte Handgriffe eine wichtige Rolle. Da vorgespannte CFK-Lamellen in Deutschland sehr selten eingesetzt werden, stellte S&P einen Anwendungstechniker aus der Schweiz zur Verfügung. Dort kommt das Vorspannsystem schon seit Jahrzehnten erfolgreich zum Einsatz. So konnte ein reibungsloser Ablauf der Maßnahme zusammen mit der ausführenden Firma vor Ort sichergestellt werden.

Bereits am Nachmittag waren kleinere Risse im Putz nicht mehr erkennbar, was für die direkte Wirkung der Vorspannung spricht. Inklusive der Vorarbeiten wie Untergrundvorbereitung, Anzeichen der Bohrlöcher, Demontage der Spannrahmen etc., dauerte die Maßnahme zwei Tage. Dieses Projekt mit einer vorgespannten CFK-Lamelle zeigt das perfekte Zusammenspiel von Wissen, Erfahrung und moderner Technik bei der S&P.

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