Nach zwölf Jahren endete am 30.6.2011 die Förderung des Sonderforschungsbereiches 528 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Der Abschlussbericht fasst die zentralen Ergebnisse des Sonderforschungsbereiches auf dem Gebiet der Verstärkung und Instandsetzung mit textilbewehrtem Beton über die gesamte Laufzeit des SFBs zusammen. Dazu berichten die einzelnen Teilprojekte über ihre aktuellen Erkenntnisse aus der letzten Förderperiode.

Ziel des Folgeantrages war die Entwicklung der photogrammetrischen Messtechnik zur onlinefähigen Anwendung bei In-situ-Belastungsversuchen. Dies wurde mit den in Kapitel 3 beschriebenen Ansätzen erfolgreich umgesetzt. Die gewählte künstliche Texturierung der Bauteiloberflächen stellte sich als sehr geeignet heraus, um bereits kleinste Strukturveränderungen beobachten und visualisieren zu können. Durch die Verwendung einer Industriekamera konnte die onlinefähige Bildanalyse und simultane Darstellung der Ergebnisse auf dem Bildschirm umgesetzt werden. Durch die Verwendung von Dreiecken und der Ermittlung der Hauptverzerrung jedes dieser Dreiecke wurden Bereiche hoher lokaler Dehnungen (Rissentwicklung) frühzeitig detektiert. Diese frühe und automatisierte Erkennung der Rissentwicklung ermöglicht und verbessert die Beurteilung des Tragzustandes des zu untersuchenden Bauteils erheblich. Für die Beurteilung des Tragverhaltens von Stahlbetonbauteilen ohne oder mit zu geringer Bügelbewehrung wurden neben der Photogrammetrie die Schallemissionsanalyse, herkömmliche Verformungsmesstechniken und abschnittsweise Verformungsmessungen mit Neigungssensoren durchgeführt. Es zeigte sich, dass gerade die Kombination dieser Messverfahren zu einer erheblichen Verbesserung der Information über den Tragzustand des untersuchten Bauteils führte.

Seit nunmehr über einem Jahrzehnt arbeiten die beiden Sonderforschungsbereiche 528 und 532 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an der Verwendung technischer Textilien im Bauwesen. An der RWTH Aachen (SFB 532) wurde in erster Linie der innovative Verbundwerkstoff „Textilbewehrter Beton“ untersucht, wobei das Ziel dünnwandige und hochbelastbare Betonbauteile waren. An der TU Dresden (SFB 528) wurde in erster Linie die Verwendung von technischen Textilien für die Verstärkung und Instandsetzung von Stahlbetontragwerken oder Holzbauteilen erforscht, um eine wirtschaftlich und technisch attraktive Alternative für die aktuellen Herausforderungen im Bauwesen anbieten zu können. Das 6. Kolloquium zu textilbewehrten Tragwerken (CTRS6) ist Teil einer Serie von Kolloquien, die seit 2001 von den beiden Sonderforschungsbereichen 528 (Dresden) und 532 (Aachen) abwechselnd organisiert werden. Das gemeinsame Abschlusskolloquium der beiden Sonderforschungsbereiche nach dem Ende der Förderung durch die DFG ist das sechste in dieser Reihe und wurde vom Dresdner SFB 528, allerdings diesmal zentral gelegen in Berlin, organisiert. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der beiden Sonderforschungsbereiche stellten ihre aktuellen Ergebnisse vor, wobei diese von Nachwuchswissenschaftlern aus den einzelnen Teilprojekten präsentiert wurden. Ergänzt wurde das Programm durch Vorträge renommierter internationaler Gastredner auf den Gebieten der Fasern und Textilien. / For more than a decade, the collaborative research centres 528 and 532 of the Deutsche For-schungsgemeinschaft (DFG) have worked on the application of textile fabrics in civil engi-neering. The RWTH Aachen (CRC 532) first and foremost dealt with the innovative composite “textile reinforced concrete” with the aim of developing thin-walled concrete components with a heavy-load capacity. The TU Dresden (SFB 528) concentrated on re-search into the strengthening and restoration of reinforced concrete load-bearing structures or timber components to provide an economically and technically attractive alternative for the current challenges in civil engineering. The sixth colloquium on textile reinforced structures (CTRS 6) is part of a series of colloquia which has been alternately organized by the collaborative research centre 528 (Dresden) and 532 (Aachen).After the DFG’s grant had come to an end, the joint sixth and final colloquium of both collaborative research centres, which was this time organized by the CRC 528 from Dresden, took place in Berlin due to its more central location. The scientists from both col-laborative research centres presented their current results which were explained by young scientists from the individual subprojects. The programme was complemented by presenta-tions by renowned international guest lecturers from the field of fibres and textiles.

Hybrid systems with two or more fiber materials were used to combine the benefits of each fiber into a single composite product. Strength and toughness optimization of hybrid thin sheet composites has been studied extensively using combination of different fiber types with low and high modulus of elasticity. Hybrid reinforcement is more significant when the reinforcing structure is in fabric geometry. Fabric structure provides full control on the exact location of each yarn and its orientation in the composite during production, thus maximizes the reinforcing efficiency. A high-strength, high-modulus fiber primarily tends to increase the composite strength with nominal improvements in toughness. A low-modulus fiber expected to mainly improve toughness and ductility. Combination of two or more types of fiber can produce a composite that is both strong and tough as compared to a mono fiber composite. The purpose of the current work was to study hybrid warp knitted fabrics as reinforcement for cementbased composite, having AR (Alkali Resistance) glass and Polypropylene (PP) as the reinforcing yarns. The examined ratios between the two different yarns were 0:100, 25:75, 50:50, 75:25, 100:0 (glass: PP, by percentage). It was found that in the hybrid system, the fracture mechanism is a superposition of the mono systems, and the tensile behavior is a combination between the two materials.

This experimental study focuses on the links that exist between the mechanical pull-out behaviour of multi-filament yarns embedded in concrete and the impregnation of the yarn by the concrete. To this aim, 5 glass yarns have been embedded in concrete (AR and E glass yarns from assembled or direct roving). A pre-treatment was applied to the yarn before the casting, and was chosen in the following three: wetting, drying or pre-impregnation with a cement slurry. By this way, 15 yarn / pre-treatment combinations were obtained that generate 15 conditions of impregnation of the yarn by the cementitious matrix. In each case, the mechanical properties were determined from a classical pull-out test and the yarns impregnation properties were characterized by two dedicated tests: yarns porosity measurements and along yarn water flow measurements. By studying the relationship between the mechanical behaviour and the physical properties of the impregnated yarns, it is shown that the pre- and post-peak behaviour are mainly connected to the flow rate measured during the water flow measurements, which suggest a specific influence of the connected pores parallel to the filaments and of the penetration depth of the matrix into the yarn. The postpeak and the residual behaviour are moreover linked to the yarn pore volume associated to the disorder induced in the filaments assembly by the penetration of the matrix. The overall result of this work is a contribution to the understanding of the relationship between the impregnation of the yarns and the pull-out behaviour.

Bewehrungen mit einer hochmoduligen Polymertränkung erreichen im Betonbauteil Textilspannungen von über 1200 N/mm². Ab diesem Niveau wurden in Dehnkörperversuchen Längsrisse und Betonabplatzungen beobachtet. Für die Eingrenzung und Identifikation der elementaren, verantwortlichen Mechanismen weisen großformatige Dehnkörper störende Einflüsse von Randeffekten und Imperfektionen auf. Daher wurde ein neuer Versuchsaufbau entwickelt, bestehend aus einem in einen Betonquader eingebetteten Einzelroving. Die simple Herstellung und die Verlässlichkeit dieser Kategorie von Experimenten in Bezug auf die Reproduzierbarkeit und der geringen Streuung der Resultate machen sie zu einer robusten Grundlage für experimentelle Untersuchungen des Verhaltens von TRC. Die experimentell ermittelten Bruchlasten werden zunächst bezüglich ihrer Leistung diskutiert und dann die beobachteten Bruchvorgänge kategorisiert hinsichtlich kompatibler mechanischer Hypothesen für die Initiierung von Längsrissen und des Spaltversagen. / Reinforcements with a high-modulus, polymeric impregnation achieve textile tensions of 1200 N/mm² and more in concrete parts. Starting at this level longitudinal cracks and splitting were observed in tests. In order to isolate and identify the fundamental, responsible mechanisms large-scale specimen show an interfering impact of boundary effects and imperfections. Therefore a new test set-up was developed, consisting of a single roving embedded in a single concrete cuboid. The simplicity of production and reliability of this class of experiments in terms of repeatability and low scatter of results makes them a robust basis for experimental investigation of TRC behavior. The experimentally obtained strengths are discussed in terms of the performance, followed by the categorization of observed failure patterns with respect to the available mechanical hypotheses of the longitudinal crack initiation and splitting failure.

The paper proposes a method for characterizing the in-situ interaction between filaments in a multifilament yarn. The stress transfer between neighboring filaments causes the reactivation of a broken filament at some distance from the break. The utilized statistical bundle models predict a change in the slope of the mean size effect curve once the specimen length becomes longer than the stress transfer length. This fact can be exploited in order to determine the stress transfer length indirectly using the yarn tensile test with appropriately chosen test lengths. The identification procedure is demonstrated using two test series of tensile tests with AR-glass and carbon yarns.

This treatise addresses the influence of the addition of short dispersed and integral fibres made of alkali-resistant glass on the fracture behaviour of textile-reinforced concrete (TRC). A series of uniaxial, deformation-controlled tension tests was performed to study the strength-, deformation-, and fracturebehaviour of thin, narrow plates made of TRC both with and without the addition of short fibres. Furthermore, uniaxial tension tests on specimens reinforced with only short fibres and single-fibre pullout tests were carried out to gain a better understanding of crack-bridging behaviour, which suppresses crack growth and widening. Various effects of the addition of short fibre on the stress-strain relationship and cracking behaviour of TRC were observed and discussed with reference to microscopic investigation of fractured surfaces.

Die bei Textilbetonbauteilen üblicherweise zum Einsatz kommenden Bewehrungen können sowohl aus Carbon oder AR-Glas bestehen. Aufgrund des Preises und der Verfügbarkeit hat AR-Glas gegenüber Carbon allerdings eine deutlich größere Verbreitung am Markt. Trotz der chemischen Modifikation zur Verbesserung der Alkalibeständigkeit von AR-Gläsern gegenüber E-Glas, kann bei AR-Gläsern ein nennenswerter Festigkeitsverlust infolge der Alkalität des Betons innerhalb der Lebensdauer eines Bauwerks festgestellt werden. Eine Möglichkeit den langfristigen Festigkeitsverlust zu reduzieren, ist der Aufbau einer Diffusionsbarriere um die einzelnen Rovings durch eine polymere Tränkung. Im Rahmen der vorliegenden Veröffentlichung werden mögliche Tränkungsmaterialien sowie die Auswirkungen dieser auf die Dauerhaftigkeit der textilen Bewehrungen anhand von Versuchen bewertet und ein Modell zur Prognose des langfristigen Festigkeitsverlustes polymermodifizierter Bewehrungen vorgestellt. / The reinforcement in TRC (Textile Reinforced Concrete) is usually made of alkali-resistant glass rovings due to their low price and availability on the market, but even the glass composition is changed compares to E-glass to increase its alkali resistance the durability in concrete is known to be unsatisfactory. One possibility to increase the durability is the application of a diffusion barrier around the reinforcement. The diffusion barrier can be made out of reactive polymeric coatings. Within the paper the results regarding the durability of AR-glass reinforcement achieved with a variety of reactive materials, mainly epoxy resins, will be presented as well as discussed. In addition to the results achieved in the laboratory, a model which allows long term predictions of the durability of polymer impregnated AR-glass reinforcements will be presented.

Im September 2015 fand das 8. Symposium „Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen“ an der TU Dresden statt. Der inhaltliche Bogen spannte sich vom DAfStb-Sachstandbericht zur Festlegung historischer Kennwerte von Betonen und Stählen über baudynamische Untersuchungen, neue Messmethoden bis zum Bauwerksmonitoring. Berichte von Projekten zur experimentellen Traglastbestimmung rundeten das vielfältige Programm ab.