Mauerwerk mit Lamellen-Kohlefasern (CFK) verstärken

Mauerwerke tragen meist vertikale Lasten. Bei horizontalen Belastungen, etwa durch Erdbeben oder Explosionen, versagen sie oft, da sich die Fugen weiten. Ursache ist die geringe kombinierte Biegezugfestigkeit von Mauerstein und Mörtel.

CFK-Lamellen eignen sich, um Mauerwerke zu ertüchtigen. Sie können auch nachträglich bei bestehenden Gebäuden angebracht werden.

Hierbei werden vertikale Schlitze von etwa 2 cm Tiefe über die gesamte Spannweite eingefräst und eine CFK-Lamelle hochkant mit Epoxidharz eingeklebt.

Diese Maßnahme bewirkt, dass die geringe Zugfestigkeit des Mauerwerks durch die Zugfestigkeit der CFK-Lamelle erhöht wird. Das Bruchmoment steigt, was die Widerstandsfähigkeit bei horizontaler dynamischer Belastung verbessert

Forschende am Fraunhofer EMI haben durch Experimente am Stoßrohr ein umfassendes Verständnis zu dieser Verstärkung gewonnen. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass das Strukturversagen von der Mauerwerksfuge in den Stein übertragen wird.

Die Versuchsdaten dienten zudem als Grundlage für ein Ingenieurmodell. Mit diesem Modell können die Forscher jetzt verschiedene Szenarien, Bauteileigenschaften oder -abmessungen simulieren und passende Schutzmaßnahmen berechnen.

Die Resultate liefern einen Beitrag für Planer und Ingenieure bei der Auslegung von außergewöhnlichen dynamischen Belastungen. Beispiele wäre die Bewertung von Bestandsbauten bei Erdbeben oder Bürogebäude auf Industrieanalysen mit erhöhter Gefährdung durch Explosionen.