Empa entwickelt neue Reparaturmethode für alte Betonbauten

Viele Bauten – namentlich Brücken – kommen in die Jahre und benötigen Sanierung. Die Empa hat ein Verstärkungsverfahren optimiert, dank dem Beton 77 Prozent mehr Druck aushält. Angesichts des weiter wachsenden Verkehrsaufkommens ist das von erheblicher Bedeutung.

Brücken aus durchhängenden, rissigen Betonbalken mit rostigen Armierungen wirken nicht gerade vertrauenserweckend. Ein grosser Teil der Schweizer Nationalstrassen-Brücken wurde gemäss Bundesamt für Strassen (Astra) von Mitte der Sechziger- bis zu den Achtzigerjahren des letzten Jahrhunderts errichtet. Damals mussten sie noch weit geringeren Verkehrsbelastungen standhalten als heute.

Um Tragwerke, die unter ihren Lasten ächzen, zu sanieren, kommen seit langem kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zum Einsatz. Deren Wirkung wurde verbessert, indem vor dem Aufbringen des CFKs Lamellen auf die Unterseite der geschwächten Platten gefräst wurden. Diese «Ebrog»-Methode (externally bonded reinforcement on grooves; aussen aufgeklebte Verstärkung an Rillen) vergrössert die Fläche für die Kraftübertragung und wirkt zudem tiefer in den Beton hinein. Das erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Druck um ein Drittel.

Mit einer optimierten Methode wurde dieser Wert von einem Empa-Team aus der Abteilung «Ingenieur-Strukturen» mehr als verdoppelt, wie die Materialprüfungsanstalt in einer Mitteilung vom Dienstag schreibt: Dazu wurde die Verstärkungsauflage vor dem Aufkleben mit Epoxidharz vorgespannt. Ist die Verbindung erhärtet, werden die Enden entspannt - und die Streifen, die sich zusammenziehen «wollen», wirken der Durchbiegung noch stärker entgegen.

Damit die Fixierung der Enden den Zugkräften von bis zu 14 Tonnen widerstehen, wurden bei der Empa eigens U-förmige Bügel aus CFK entworfen. «Die Vorteile: präziser definierte Übertragung der Kräfte und vor allem eine metallfreie Konstruktion – immun gegen allgegenwärtige und gefürchtete Korrosion.»

Die Forscher hoffen, ihre Erfindung noch dieses Jahr an einem ersten Sanierungsprojekt anzuwenden. Sie sehen darin ein grosses Vermarktungspotenzial. Einerseits, weil flicken statt neu zu bauen nicht nur Kosten spart, sondern auch CO2-Emissionen verhindert. Ausserdem sei die Methode preisgünstig genug, um nicht nur bei öffentlichen, sondern auch bei privaten Bauten Anwendung zu finden.