Alle Artikel

Kohlefasergewebe auf Beton installieren

Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für das Nasslaminat-Verfahren: Untergrund vorbereiten und prüfen, grundieren, Gewebe tränken und verlegen, aushärten und inspizieren – mit den Auftragsmengen, Toleranzen und QS-Prüfungen, die darüber entscheiden, ob die Verstärkung hält.

Kohlefasergewebe auf Beton installieren

Auf einen Blick

  • Der gesamte Erfolg hängt von zwei Dingen ab: einem tragfähigen, trockenen Untergrund (Abreißfestigkeit ≥ 1.5 MPa, Feuchtigkeit < 4%) und einer vollständigen Tränkung — jeden Lufteinschluss aus dem Gewebe herausrollen, bevor das Harz geliert.
  • Sechs Schritte: Oberfläche vorbereiten und prüfen, grundieren, bei Bedarf spachteln/nivellieren, tränken und die erste Lage verlegen, weitere Lagen nass-in-nass hinzufügen, dann aushärten, inspizieren und schützen.
  • Die Harzmenge für den gesamten Abschnitt vor Arbeitsbeginn einplanen — Harz, das während der Arbeit geliert, lässt sich nicht durch eine spätere Deckschicht retten; dieser Abschnitt muss herausgeschnitten werden.

Das Verlegen von Kohlefasergewebe ist ein Nasslaminat-Verfahren: Ein trockenes Kohlefasergewebe wird vor Ort, Lage für Lage, mit einem strukturellen Epoxidharz auf vorbereiteten Beton verklebt. Richtig ausgeführt entfaltet es die volle Tragfähigkeit des Gewebes; falsch ausgeführt löst es sich ab, bevor die Faser überhaupt zur Wirkung kommt. Dies ist die FidStrong-Methode, bei der jede Angabe auf die Produktdatenblätter und ACI SPEC-440.12-22, die verbindliche Norm für die QS vor Ort, zurückgeht. Was das System leistet, ist unter was CFRP-Verstärkung ist beschrieben.

Querschnitt einer Nasslaminat-Installation von Kohlefasergewebe, Schicht für Schicht, mit den Auftragsmengen für jede Beschichtung. Beton — geschliffen bis zur Freilegung der Gesteinskörnung, Abreißfestigkeit ≥ 1.5 MPa, Feuchtigkeit < 4% Grundierung (FSE302) — 0.3–0.5 kg/m² Grundbeschichtung (FSE322/323) — 0.3–0.4 kg/m² Kohlefasergewebelage — Luft vor dem Gelieren herausrollen Tränkschicht — 0.5–1.2 kg/m² je nach Gewebegewicht UV-Deckschicht + Quarzsand (im Außenbereich) Faserausrichtung auf ±5° zur Bemessungsachse eingehalten; mehrere Lagen werden nass-in-nass aufgebracht; der gesamte Aufbau härtet 7 Tage bei 23 °C aus.
Ein Nasslaminat wird vor Ort aufgebaut: Beton grundieren, eine Grundbeschichtung auftragen, das Kohlefasergewebe einrollen und dabei jeden Lufteinschluss austreiben, bevor das Harz geliert, danach eine Tränkschicht, für zusätzliche Lagen nass-in-nass wiederholen und im Außenbereich mit einer schützenden Deckschicht abschließen.

1. Oberfläche vorbereiten und prüfen

Alles beginnt mit dem Untergrund. Schleifen oder strahlen Sie allen nicht tragfähigen Beton, Zementschleier, Farbe und Verunreinigungen ab, bis die Gesteinskörnung freiliegt und das Profil offen ist. Prüfen Sie dann zwei Kennwerte, bevor überhaupt Harz aufgetragen wird: Die Abreißfestigkeit muss gemäß FidStrong-Datenblatt mindestens 1.5 MPa erreichen (die Mindestanforderung nach ACI liegt bei 1.4 MPa / 200 psi, ASTM C1583), und der Feuchtigkeitsgehalt muss unter 4% liegen (ASTM D4263). Runden Sie Außenkanten, um die das Gewebe verlegt wird, auf einen Radius von mindestens 20 mm ab, damit die Faser nicht abknickt, und arbeiten Sie nur bei einer Untergrund- und Umgebungstemperatur von +5 bis +35 °C. Vertiefung: Oberflächenvorbereitung für CFRP.

2. Beton grundieren

Grundieren Sie, um die Poren zu verschließen und das Ausgasen zu stoppen, das andernfalls Blasen im Laminat verursachen würde. Mischen Sie FSE302-Grundierung im Gewichtsverhältnis 2:1 (Topfzeit ca. 40 Minuten bei 23 °C) und tragen Sie eine einzelne Schicht mit 0.3–0.5 kg/m² auf, gleichmäßig in die Oberfläche eingearbeitet, ohne Pfützenbildung. Sie ist nach etwa 2 Stunden klebfrei. Entscheidend ist, dass die Tränkharzschicht innerhalb des 2–24-Stunden-Überarbeitungsfensters der Grundierung aufgebracht werden muss — niemals nachdem sie vollständig ausgehärtet ist, da sonst die Haftung leidet.

3. Unebenheiten ausgleichen

Nur wo nötig. Oberflächenabweichungen von mehr als etwa 1 mm (bei Gewebesystemen) werden vor dem Grundieren mit FSE502-Spachtelmasse (Mischverhältnis 2:1, klebfrei nach ~1.5 h, vollständige Aushärtung ≥ 24 h) gefüllt, und tiefe Ausbesserungen über 5 mm werden in Schichten aufgebaut. Ziel ist eine plane Oberfläche, damit das Gewebe vollflächig aufliegt — das Überbrücken eines Spalts hinterlässt einen unverklebten Hohlraum.

4. Tränken und erste Lage verlegen

Tragen Sie eine Grundbeschichtung aus Tränkharz mit 0.3–0.4 kg/m² auf — FSE322 (2:1, Topfzeit ~70 min) für allgemeine Arbeiten, oder FSE323H für Überkopfarbeiten und schwere Gewebe, die nicht durchhängen dürfen. Drücken Sie das Gewebe in der Bemessungsrichtung in das nasse Harz, wobei die Ausrichtung auf ±5° genau eingehalten werden muss (ACI SPEC-440.12-22). Tragen Sie dann eine zweite Schicht durch das Gewebe hindurch auf — von 0.5–0.7 kg/m² für 200 g/m² Gewebe bis zu 1.0–1.2 kg/m² für 600 g/m² — und rollen Sie mit einer Rippenwalze von der Mitte nach außen, um jede Luftblase auszutreiben, bevor das Harz geliert. Diese vollständige Tränkung ist der entscheidende Qualitätspunkt.

Berechnen Sie die benötigte Harzmenge für den gesamten Abschnitt, bevor Sie ihn öffnen. Beginnen Sie nie einen Bereich, den Sie nicht innerhalb der Topfzeit des Harzes nass-in-nass fertigstellen können. Wenn das Harz unter dem Gewebe geliert, bildet eine Stunden später aufgetragene Schicht nur einen Film auf der Oberfläche — sie kann Fasern, die bereits trocken fixiert sind, nicht mehr durchdringen, wodurch eine schwache Kaltfuge entsteht. Die einzige Abhilfe ist, diesen Abschnitt herauszuschneiden und neu zu verlegen.

5. Weitere Lagen nass-in-nass hinzufügen

Verlegen Sie bei mehrlagigen Laminaten jede zusätzliche Lage, solange die vorherige Schicht noch klebrig ist. Darf eine Schicht zuvor vollständig aushärten, muss sie vor dem Verbund der nächsten Lage mechanisch angeraut und mit Lösungsmittel gereinigt werden — eine ausgehärtete Oberfläche allein ist kein zulässiger Untergrund. Überlappen Sie Stöße in Faserrichtung um mindestens 100 mm (Mindestwert laut Datenblatt; die bemessungsrelevante Überlappungslänge wird durch Prüfungen nach ACI 440.2R festgelegt).

6. Aushärten, inspizieren und schützen

Lassen Sie das Laminat vollständig aushärten — 7 Tage bei 23 °C, geschützt vor Erschütterung, Regen und Sonneneinstrahlung (siehe Aushärtungsrichtlinien). Prüfen Sie danach: Klopfen Sie die Oberfläche ab oder nutzen Sie den Münztest bzw. Infrarot-Thermografie, um trockene oder delaminierte Stellen zu finden, und führen Sie bei verbundkritischen Projekten eine Abreißprüfung nach ASTM D7522 durch — ein Bestehen erfordert sowohl > 200 psi (1.4 MPa) als auch ein Versagen innerhalb des Betons. Schützen Sie abschließend im Außenbereich vor UV-Strahlung, indem Sie 0.5–1.0 mm Quarzsand in die letzte nasse Schicht einstreuen, zusätzlich zu einer kompatiblen Deckschicht; UV-exponiertes ausgehärtetes Epoxidharz baut sonst ab.

Entscheidungsdiagramm zur Reparatur von nach dem Aushärten festgestellten delaminierten oder trockenen Stellen, nach Fehlergröße. Delaminierte Stelle gefunden < 2 in² (13 cm²)Belassen (wenn insgesamt < 5%) 2–25 in² (13–160 cm²)Epoxidharz-Injektion ≥ 25 in² (160 cm²)Herausschneiden + flicken Stellen durch Klopf-/Münzprüfung oder Infrarot finden; Verbund per Abreißprüfung (ASTM D7522) prüfen: Bestehen erfordert > 200 psi (1.4 MPa) UND Versagen innerhalb des Betons, bei 3 Prüfungen je 1,000 ft² und mindestens 3 pro Tag (ACI SPEC-440.12-22).
Prüfen Sie das Laminat nach dem Aushärten durch Abklopfen auf Hohlstellen und verifizieren Sie den Verbund per Abreißprüfung. Die Abhilfemaßnahme richtet sich nach der Fehlergröße: Kleine Hohlräume können innerhalb der Toleranz belassen werden, mittelgroße Stellen werden mit Epoxidharz injiziert, und große Delaminationen werden mit Genehmigung des Bauingenieurs herausgeschnitten und geflickt.

Häufig gestellte Fragen

Brauche ich eine Grundierung, oder kann ich das Harz direkt auf den Beton auftragen?

Grundieren Sie zuerst. FSE302 dringt in die offenen Poren des Betons ein und beseitigt das Ausgasen, das andernfalls Blasen im Laminat verursachen würde. Sie muss aufgetragen und klebfrei (etwa 2 Stunden bei 23 °C) sein, bevor das Tränkharz innerhalb ihres 2–24-Stunden-Überarbeitungsfensters aufgebracht wird.

Wie lange dauert es, bis eine im Nasslaminat-Verfahren aufgebrachte CFRP-Umwicklung vollständig ausgehärtet ist?

Die Tränkharze FSE322/FSE323 von FidStrong erreichen die vollständige Aushärtung in 7 Tagen bei 23 °C. Das Laminat muss während dieser Zeit ungestört, trocken und vor Sonneneinstrahlung geschützt bleiben; niedrigere Temperaturen verlängern die Aushärtung, sodass Installationen bei kaltem Wetter ein längeres Schutzfenster benötigen.

Wie wird eine fertige Installation auf Qualität geprüft?

Zwei Prüfungen: Abklopfen (Klopf-/Münztest oder Infrarot), um trockene oder delaminierte Stellen zu finden, sowie Abreißprüfung nach ASTM D7522 — mindestens 3 Prüfungen je 1,000 ft² und 3 pro Tag, wobei nur bestanden wird, wenn die Festigkeit 200 psi (1.4 MPa) übersteigt und das Versagen im Beton auftritt, nicht an der Verbundfuge.

Was passiert, wenn nach dem Aushärten eine kleine Blase oder delaminierte Stelle gefunden wird?

Die Größe entscheidet über die Abhilfe. Bei unter etwa 2 in² (13 cm²) wird die Stelle oft belassen, sofern die Gesamthohlräume unter 5% des Laminats bleiben; bei 2–25 in² erfolgt eine Niederdruck-Epoxidharz-Injektion; alles ab 25 in² (160 cm²) wird mit einer vom Ingenieur genehmigten Überlappung herausgeschnitten und geflickt.

Warum muss Harz, das während der Arbeit ausgeht, verworfen statt später nachgefüllt werden?

Sobald das Harz unter dem Gewebe geliert, bildet eine Stunden später aufgetragene frische Schicht nur einen Film auf der Oberfläche — sie kann bereits trocken fixierte Fasern nicht mehr durchdringen, wodurch eine schwache Kaltfuge entsteht. Die Abhilfe besteht darin, diesen Abschnitt herauszuschneiden und neu zu verlegen, weshalb die Harzmenge für den gesamten Bereich vorab geplant werden sollte. Siehe häufige Installationsfehler.

FidStrong stellt FSC-Kohlefasergewebe sowie die passenden FSE-Grundierungs-, Tränk- und Nivellierungsepoxide unter den Qualitätsmanagementsystemen ISO 9001, 14001 und 45001 her. Die hier genannten Angaben stammen aus den Produktdatenblättern, ACI 440.2R und ACI SPEC-440.12-22; die Installation muss der Projektspezifikation und der Bemessung eines qualifizierten Ingenieurs entsprechen.

Alle Artikel