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N. Prinz:
"Untersuchungen zum Verbundverhalten von textilbewehrtem Beton";
Supervisor: J. Kollegger, P. Preinstorfer; Institut für Tragkonstruktionen-Betonbau, 2018; final examination: 2018-10-19.

Textile reinforcement offers multiple benefits compared to conventional steel reinforcement, for example the high load-bearing capacity which allows for the construction of slim and lightweight concrete components. Another advantage is the corrosion resistance of the fibres used, with carbon promising to be an especially advantegeous material. However, research carried out by TU Wien has showed that using carbon fibre reinforcement bonded with epoxy-resin causes spalling effects in the concrete cover. Therefore the theoretical maximum load-bearing capacity could not be achieved. In order to identify the causes for the spalling behaviour of textile reinforced concrete, this thesis examines different influencing factors.
This thesis investigates the bonding behaviour of textile reinforcement with yarn-pull-out-tests. In this test, the samples were adapted, compared to previous investigations, because these are believed to have an unintentional influence on the spalling effect. An experimental programme was designed which allows the investigation of multiple influences on the spalling behavior.
Results showed that the geometry of the cross section has a significantly greater influence on the spalling failure than previous research implied. Moreover, variations in the longitudinal geometry and the stiff epoxy-resin have notable impacts too, whereas the knot stiffness has no remarkable influence.
Further investigations concerning this topic as well as adaptions in the reinforcement structures sary, to allow for the application of composite material textile reinforced concrete in an economical way.

Textile Bewehrung bietet gegenüber herkömmlicher Stahlbewehrung zahlreiche Vorteile, beispielsweise die höhere Tragfähigkeit oder die Korrosionsbeständigkeit der Fasermaterialien, die es ermöglichen, schlanke Betonbauteile zu konstruieren. Speziell Carbonfasern haben sich in diesem Zusammenhang als äußert vielversprechender Fasertyp herauskristallisiert. Der Einsatz von Carbontextilien, insbesondere in Verbindung mit einer Sekundärbeschichtung aus Epoxidharz, führte bei Untersuchungen am Institut für Tragkonstruktionen an der Technischen Universität Wien allerdings zum Delaminieren der Betondeckung, wodurch die maximal mögliche Traglast nicht erreicht werden konnte.
In der vorliegenden Arbeit wurden auf Basis der vorangegangenen Versuche unterschiedliche Einflussparameter auf die Bildung von verbundlösenden Spaltrissen untersucht. Dazu wurden die Verbundeigenschaften anhand von Textilauszugsversuchen analysiert. Um zu verhindern, dass die Spaltrissbildung beeinflusst wird, wurden die verwendeten Probekörper im Vergleich zu bisherigen Forschungen leicht adaptiert. Zudem wurde ein Versuchsprogramm konzipiert, das es ermöglicht, die vielen Einflüsse hinsichtlich der Delaminationsneigung separat betrachten zu können.
Die Ergebnisse der Versuche zeigten im Vergleich zu bisherigen Forschungen einen deutlich erhöhten Einfluss der Querschnittsform auf das Delaminationsversagen. Darüber hinaus zeigt sich ein negativer Einfluss der steifen Epoxidharzbeschichtung und der globalen Textilwelligkeit auf diesen Versagensmechanismus. Die Knotensteifigkeit konnte hingegen als kaum nennenswerter Aspekt bestätigt werden. Um den Verbundwerkstoff allerdings zukünftig flächendeckend einsetzen zu können, sind noch weitere Untersuchungen beziehungsweise Adaptionen der Bewehrungsstrukturen erforderlich.

Textilbeton, Spaltrissbildung, Delamination