Konstruktionen der eingangs genannten Art sind in der Bautechnik bekannt, und zwar mit Glasfaser-und Carbonfaser-Tragelementen.

Solche Fasermaterialien lassen in manchen Fällen eine optimale Bemessung und Spannungscinstellung, insbesondere Vorspannungs- einstellung, nicht zu. Vor allem lässt sich die erforderliche Form- anpassung an gekrümmte Oberflächen, wie diese für eine wand- freie Schubspannungsübertrgung unumgänglich ist, mit den für die Beschichtung und Oberflächenarmierung von Bauwerken üblichen Fasermaterialien oft nicht ohne weiteres erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Erfindungsgegen- siänden er eingangs genannten Art, die sich durch einen erweiterten Anwendungsbereich mit hochwertigen Beschichtungen bzw. Armie- rungen auszeichnen. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9, 14, 16,17,20 bzw.

26, jeweils für sich oder auch in Kombination mit anderen der genannten oder weiteren Ansprüchen.

Die Erfindungsmerkmale, wonach das Tragelement eine unter Vorspannung stehende Tragfaseranordnung aufweist, die wenigstens teilweise aus Polymenascrn mit einer Zugfestigkeit von mindestens 0.5, vorzugsweise jedoch von mindestens 1.2 GPa, sowie mit einem Zug-Emodul zwischen höchstens 150 GPa und mindestens 80 GPa besteht, haben sich unerwarteterweise als die massgebende technische Lehre erwiesen, um Spitzenwerte der Verstärkungsfestigkeit in Verbin- dung mit ausreichend hohen Vorspannungswerten zu erreichen, und zwar weiterhin in Verbindung mit ausreichender Flexibilität, um auch an Kernelementen mit relativ stark gekrümmten Oberflächen eine sichere Spannungsübertragung ohne Riss-oder Bruchgeiahr am Faser- material befürchten zu müssen. Aramidfaser haben sich in diesem Zusammenhang überraschend als besonder gut geeignet erwiesen Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 erlauben dabei einen erprobten Spielraum für anwendungsbezogenc Varianten.

Als insbesondere im vorliegenden Zusammenhang wichtig für weiterführende Optimierungen hat es sich erwiesen, dass die Polymerfaseranordnung miteinander verdrillte oder vcrzwirntc Polymerfaserbündel aufwcist, und zwar insbesondere eine Vielzahl von jeweils in sich verdrillten oder verzwirntcn Polymerfaserbündeln.

Der verdrillungs- bzw. Verzwirnungsgrad der Polymerfaserbündel miteinander bzw. der Fasern innerhalb der Polymerfaserbündel sollte dabei zwischen 25/m und 300/m liegen und beträgt vorzugsweise mindestens etwa 95/m. Diese Massnahmen sind vor allem wichtig für eine hohe Flexibilität bei Erhalt hoher Zugfestigkeit und sicherem Zusammenhalt der Faserbündel bzw. Faserbündel-Verzwirnungen.

Ein Neiteres, insbesondere für Oberflächenarmierung von Beton- bauten wichtiges Optimieerungsinstrument ergibt sich durch Verwendung von zugkraftübertragenden Polymerfaseranordnungen mit einer im ausgehärteten Zustand dampfoffenen Kunstharzmatrix.

Dies wirkt einer inneren Materialüberfeuchtung des Kernteils entgegen und begünstigt den Aushärtungsvorgang des Matrix-Kungstharzes sowie die Verbindungsqualität zwischen Tragelement und Kernteil. Besondere Effekte ergeben sich dabei gemäss einer Weiterbildung der Erfindung in die wenigstens teilweise aus Kunstharz mit darin dispergiertcm Feinkorn-Granulat besteht. Ein solches Kunstharz- Feinkorndispersoid zeigt eine überraschende Dampfdurchlässigkeit bei einwandfreien Festigkeits- und Verbindungseigenschaften zwischen Matrix und und Polymerfaseranordnung. vor allem erlaubt diese Kombina- tion die Verwendung von an sich dampfundurchlässigem, jedoch in seinen mechanischen Eigenschaften für die vorliegenden Anwendungen hervorragend geeignetem Epoxy-Kunstharz für die Matrix, Überraschend haben sich insbesondere Disperionen mit Zement-Granulat als funktion- fähig erwiesen. Für den mittleren Korndurchmesser des Granulats kommen erfahrungsgemäss insbesondere Werte zwischen 5 und 25 µm in Betracht.

Die Erfindung wird weiter aanhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Darin zeigt : Fig.1 eine seitenansicht eines säulenartigen Bauwerksteils als Kernteil mit bandförmiger Oberflächenarmierung als Tragelement, Fig. 2 einen Säulenquerschnitt gemäss Schnittebene und Blickrichtung II in Fig. l, Fig. 3 einen Säulenquerschnitt gemäss Schnittebene und Blickrichtung III - III in Fig.1 und Fig. 4 ein gçsch Bauteil mit vorgespannter, lajpellenartiger Armierung an der Innenseite einer Bauteilschicht.

Das Bauwerksteil gemäss den Figuren l bis 3 umfasst ein släulenartiges Kernteil K, das auf seinem Umfang schubfest mit einem Tragelement T verbunden ist. Das Tragelement weist eine den Umfang des Kernteils umgreifende, band-oder bahnartige und mit diesem schubfest verbundene Polymerfaseranordnung P auf, die mit einer ausgehärteten Kunstharzmatrix versehen ist. Die Endabschnitte E1, E2 der Polymer- faseranordnung überlappen sich nebeneinander und sind durch ihr Matrixkunstharz mit der Kernteiloberfläche und dadurch gegen Kräfte und Verschiebung in Bandlängsrichtung auch miteinander schubfest verbunden. In Fig. 3 ist eine Variante dargestellt, bei der ein leisten- förmiges, sich in Säulenlängsrichtung erstreckendes und hier im Querschnitt sichtbares Anpress-und Halterungselement AP die nebeneinanderliegenden Endabschnitte der Polymeifaseranordnungen durch Verpressung und auch durch die Verklebungsflächen miteinander verbindet. Auch die Verbindung zwischen den genannten Abschnitten und der Kernteiloberfläche durch das Matrixkunstharz wird dadurch verstärkt. Das Element AP ist dazu (strichpunktiert angedeutet) z. B. durch Verdübelung und Verschraubung mit dem Kernteil verbunden.

Die Endabschnitte der Polymerfaseranordnungen P mit in viskosem Zustand befindlicher, aushärtender Kunstharzmatrix sind mit einander gegenüberliegend und zueinander parallel angeordneten, ebenfalls leistenförmigen und sich in Säulenlängsrichtung erstreckenden ersten und zweiten Spannmitteln SP1 und SP2 verbunden. Zu diesem Zweck sind diese Spannmittel in der aus Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise zweiteilig ausgeführt und halten die äussersten Endabschnitte der Polymerfaseranordnungen mittels (strichpunktiert angedeuteter) Verschraubungen und Verpressung kraft-und formschlüssig. Die Spannmittel sind in Richtung quer zur Säulenlängsrichtung verschiebbar angeordnet und werden durch in Fig. 1 angedeutete, z. B. hydraulische Spannantriebe AN mit Zylinder-Kolbenanordnungen an sich üblicher Art auseinander gedrückt. Dadurch werden die Polymerfaseranordnungen quer zur Säulenlängsrichtung, d. h. im wesentlichn in ihrer eigenen Längsrichtung unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt. In Fig. 1 ist nur ein Spannantrieb dargestellt. Es versteht sich, dass eine Mehr- zahl derselben über den zu armieerenden Säulen-bzw. Kernteilabschnitt verteilt vorzusehen ist. Mittels einer leicht montier-und demontierbaren Aufhängung A sind die Spannantriebe für Ausgleichverschiebungen und- Verschwenkungen nachgiebig mit dem Kernteil verbunden.

Die Herstellung einer solchen Armierung gestaltet sich beispielsweise wie folgt : Tränken der in ihrer Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen, band-oder bahnartigen Polymerfaseranordnungen. Sodann werden erste Spannmittel SP1 und jeweils ein erster Endabschnitt EI der Polymerfaseranordnungen kraft-und formschlüssig miteinander verbunden und am Umfang des Kernteils K angeordnet. Die Polymer- faseranordnungen werden dann in eine das Kernteil umgreifende Lage gebracht, und je ein zweiter Endabschnitt E2 der Polymerfaser- anordnungen wird zwischen den ersten Spannmitteln SP1 und dem Kernteil hindurch in einen Bereich neben einem zugeordneten ersten Endabschnitt EI geführt sowie mit zweiten Spannmitteln P2 verbunden.

Zwischen den mit dem Kernteil schubfest verbundenen oder an diesem gegen die Zugrichtung der Polymerfaseranordnung abgestützten ersten Spannmitteln SP1 und den bezüglich des Kernteils beweglich geführten zweiten Spannmitteln SP2 werden die bereits genannten Spann- Antriebsmittel AN eingesetzt, und die Polymerfaseranordnung wird durch Aktivieren dieser Antriebsmittel unter Zugspannung gesetzt sowie bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Kunsthar- zmatrix unter Zugspannung gehalten.

Im Fall des Einsatzes von vorgefertigten und eine ausgehärtete Kunstharzmatrix enthaltenden Polymerfaseranordnungen gestaltet sich das Verfahren z. B. wie folgt : Klebstoffbeschichtung von in ihrer Länge entsprechend dem Umfang des Kernteils bemessenen, zugkraftübertragenden, noch mit einem Radius von bis herab zu 5 mm wenigstens im wesentlichen bruch-oder rissfrei biegbaren Polymerfaseranordnung (P) samt ausgehärteter Kunstharz- matrix. Anschliessend folgt das Verfahren dem vorstehend angegebenen.

De Polymerfaseranordnung wird sinngemäss bis zum Erreichen eines ausreichenden Aushärtungsgrades der Klebstoffschicht unter Zugspannung gehalten.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Spann-Antriebsmittel während des Aushärtens der Kunstharzmatrix bzw. der Klebschicht ohne Spannkrafhmtcrbrechung durch an den Spann- itteln angreifende, vorzugsweise einfache mechanische Abstützmittel AS ersetzt, wie sie in Fig. 3 angedeutet sind. Dort ist beispielsweise eine einfache Schraubvorrichtung vorgesehen, die bei noch anstehender hydraulischer Pressung in Stützanlage mit den Innenseiten der Spannmittel SP1, SP2 auseinandergeschraubt wird.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 4 handelt es sich um ein Kernteil Ks, das eine Mehrzahl von mindestens in Richtung einer Kraftübertragungs- komponente lang gestreckt ausgebildeten Kernschichten : KS aufweist.

Das Beispiel kann als Biegebalken aufgefasst werden, etwa bestehend aus miteinander verklebten bzw. zu verklebenden Holsschiphten.

Zwischen den beiden in der Darstellung obersten Kernteilschichten KS, wo im Beispiel die Biege-Zugfaser angenommen ist, befindet sich ein Tragelement T mit Polymerfaseranordnung, die durch Spannmittel SP1, SP2 und nicht dargestellte Spannantriebe unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt und mit den benachbarten Kernschichten durch Aushärten einer an den Oberflächen der Polymerfaseranordnung wirksamen Kunstharzmatrix oder einer entsprechenden Verklebung schubfest verbunden wird. Im Fall von Biegemomenten in beiden Richtungen kommen sinngemäss solche Tragelement im Bereich beider Oberflächenseiten in Betracht. Es versteht sich, dass die Längsdruck- bzw. Knickfestigkeit der miteinander verbundenen Kernteitschichten KS entsprechend den Gegenkräften zur Vorspannung zu bemessen ist.

Für Ausführungen dieser Art kommen sinnvoll auch vorgefertigte Polymerfaser-Tragelemente mit ausgehärteter Matrix in Betracht.