Insbesondere im Zuge von Sanierungsmaßnahmen ist es oftmals erforderlich, ein- zelne Bauteile eines Bauwerks mit einer Zusatzbewehrung zu versehen. Hierfür sind aus der Praxis verschiedene Verfahren bekannt.

So wird bspw. in der deutschen Patentschrift 43 33 782 ein Verfahren zum An- bringen einer Zusatzbewehrung an einem armierten Betonbauteil beschrieben, bei dem zunächst mit Hilfe eines Hochdruckwasserstrahis Nuten in die Oberfläche des Betonbauteils eingebracht werden. In den Nuten werden dann Bewehrungs- elemente aus Stahl angeordnet. Anschließend werden die Nuten wieder mit Beton verfüllt, wobei die Bewehrungselemente in den Beton eingebettet werden und so in den Nuten fixiert werden.

Dieses aus der deutschen Patentschrift 43 33 782 bekannte Verfahren erweist sich in der Praxis jedoch in mehrerlei Hinsicht als problematisch. So müssen die in dem Betonbauteil erzeugten Nuten verhältnismäßig groß sein, da die Beweh- rungselemente aus Stahl relativ viel Platz beanspruchen. Außerdem erfordert das Verfüllen der Nuten mit Spritzbeton eine dem Größtkorn angepaßte Mindestauf- tragsdicke. Bei der Dimensionierung der Nuten muß schließlich noch berücksich- tigt werden, daß eine Mindestdicke der Betondeckung für die Bewehrungsele- mente eingehalten werden muß, um eine Korrosion der Bewehrungselemente zu verhindern. Die nachträglich integrierten Bewehrungselemente sollten in eine et- waig bereits vorhandene Bewehrung des Bauteils eingefädelt werden, was sich oftmals sehr aufwendig gestaltet. Da bei dem bekannten Verfahren, insbesondere beim Erzeugen der Nuten in dem Bauteil, große Mengen an Wasser anfallen, kann das Verfahren nur sehr eingeschränkt angewandt werden. So scheidet eine Anwendung im Inneren von Gebäuden praktisch aus. Insgesamt ist das bekannte Verfahren mit einem vergleichsweise großen Aufwand und daher mit relativ hohen Kosten verbunden.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zum nachträglichen Verstärken von Be- tonbauteilen werden Lamellen aus kohlenstoff-faserverstärkten Kunststoffen auf die Oberfläche des Bauteils geklebt. Dazu muß die Oberfläche des Bauteils in ge- eigneter Weise, nämlich durch Strahlen, Schleifen oder ähnliches und Auftragen einer Haftbrücke bzw. einer Kratzspachtelung, vorbereitet werden.

Auch dieses Verfahren erweist sich in der Praxis aus mehreren Gründen als pro- blematisch. Insbesondere iäß-t sich das Verfahren nur eingeschränkt anwenden, was darauf zurückzuführen ist, daß der Verbund zwischen einem Betonbauteil und einer aufgeklebten Bewehrung relativ steif ist. So liegen die im Klebeverbund bis zum Bruch möglichen Verschiebungen im Bereich unter 0,2 mm, während die möglichen Verschiebungen einbetonierter Rippenstähle im Bereich von 1 mm lie- gen. Der Verbund einer einbetonierten Betonstahlbewehrung ist also deutlich duk- tiler. Infolge 16rut der Klebeverbund nur eine verhältnismäßig geringe Krafteinlei- tung in die Lamelle zu. Diese Krafteinleitung ist zudem stark von der vorhandenen Betonqualität und der sich daraus ergebenden Haftzugfestigkeit abhängig. Die Lamelle kann nur zu maximal 40% der Zugfestigkeit ausgenutzt werden. Eine weitere Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten von aufgeklebten faserver- stärkten Lamellen als Zusatzbewehrung besteht darin, daß die Bauteiloberfläche lediglich Unebenheiten unter 5 mm bei 2 m Meßiänge aufweisen darf. Auch eine Anwendung bei Bauteilen, bei denen Schubrisse rechnerisch möglich sind, d. h. bei Bauteilen mit erforderlicher Schubbewehrung, ist problematisch, da in diesem Falle ein sog. Abschälbruch infolge eines Schubrißversatzes auftreten kann.

Schließlich sei noch angemerkt, daß eine aufgeklebte Bewehrung immer auch vor mechanischen Beschädigungen geschützt werden muß und auch besondere Vor- kehrungen für den Brandfall getroffen werden müssen, um einem Ausfall der Be- wehrung vorzubeugen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil der in Rede stehenden Art mit einer Bewehrung in Form von flächigen Bewehrungselementen anzugeben, das bei einem guten Trageverhalten relativ duktil ist.

Das erfindungsgemäße Bauteil löst die voranstehende Aufgabe durch die Merk- male des Patentanspruches 1. Danach ist das eingangs genannte Bauteil so aus- gestaltet, daß das Bewehrungselement zumindest abschnittsweise in einem Schlitz in der Oberfläche des Grundkörpers angeordnet ist und zumindest über eine Verankerungslänge in dem Schlitz fixiert ist und so mit dem Grundkörper ver- bunden ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß sowohl die Trage-als auch die Deformationseigenschaften eines Bauteils ganz wesentlich durch die Art und Anordnung der Bewehrungselemente und die Art des Verbundes zwischen dem Grundkörper des Bauteils und den Bewehrungselementen bestimmt werden. Des weiteren ist erkannt worden, daß sich flächige Bewehrungselemente gut zur Ver- stärkung von Betonbauteilen eignen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die flächigen Bewehrungselemente in geeigneten Ausnehmungen in der Oberfläche des Bauteils anzuordnen, nämlich in Schlitzen, so daß jedes Bewehrungselement zweiseitig, d. h. über seine beiden Hauptoberflächen, mit dem Grundkörper des Bauteils verbunden werden kann. Diese Art der Anordnung der Bewehrungs- elemente erweist sich als hinreichend oberflächennah, um ein gutes Trageverhal- ten des Bauteils zu gewährleisten. Außerdem kann auf diese Weise ein duktiles Verbundverhalten realisiert werden, das dem einer einbetonierten Betonstahlbe- wehrung nahekommt. So wurde in Versuchen eine Verschiebung zwischen einem flächigen Bewehrungselement in Form einer Lamelle und Beton von 0,8 mm er- reicht. Außerdem konnte bei einer Verankerungslänge von 25 cm eine im Ver- gleich zu aufgeklebten Lamellen dreifache Kraft in die Lamelle eingeleitet werden.

Bedingt durch die spezielle Anordnung der flächigen Bewehrungselemente in dem erfindungsgemäßen Bauteil können relativ große Kräfte verankert werden. Das Bewehrungselement wird hier also gut ausgenutzt. Daneben ist das Verbundver- halten des erfindungsgemäßen Bauteils derart duktil, daß kein Sprödbruch zu er- warten ist. Die Kraftübertragung wird weder durch Schub-noch durch Biegerisse gestört.

Im Vergleich mit den bekannten, vorab beschriebenen Zusatzbewehrungen er- weist sich die erfindungsgemäße Bewehrungsmethode aus verschiedenen Grün- den als vorteilhaft. So ist bspw. die Qualität des Bauteilgrundkörpers, insbeson- dere dessen Haftzugfestigkeit, für die Anwendung der erfindungsgemäßen Be- wehrungsmethode von untergeordneter Bedeutung. Unebenheiten in der Oberflä- che des Grundkörpers lassen sich einfach durch eine entsprechende Schlitztiefe korrigieren. Schlitze, wie sie für eine erfindungsgemäße Anordnung der flächigen Bewehrungselemente erforderlich sind, lassen sich einfach und kostengünstig durch Schneiden in dem Grundkörper des Bauteils erzeugen. Die Herstellung sol- cher Schlitze ist auch in Innenräumen durchführbar. Eine weitergehende Oberflä- chenbehandlung ist hier nicht erforderlich. Da die flächigen Bewehrungselemente zumindest abschnittsweise in Schlitzen in der Oberfläche des Bauteils angeordnet werden, sind die Bewehrungselemente bzw. der Verbund zwischen dem Grund- körper des Bauteils und den Bewehrungselementen weitgehend gegen mechani- sche Beschädigungen geschützt, so daß die Bewehrungselemente ihre Funkti- onsfähigkeit auch im Brandfalle nicht vollständig einbüßen. Insgesamt ist die Be- wehrung des erfindungsgemäßen Bauteils also relativ stabil. Die Tragfähigkeit des Bauteils hängt nicht allein von der Zugfähigkeit des Materials des Grundkörpers ab, sondern wird wesentlich auch durch die Bewehrung mitbestimmt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung des Bewehrungsele- mentes im Rahmen des erfindungsgemäßen Bauteils. In einer besonders einfa- chen Variante ist das Bewehrungselement in Form einer streifenförmigen Lamelle ausgebildet. Ein solches Bewehrungselement kann einfach in einem Schlitz ange- ordnet werden, und zwar so, daß die beiden Hauptoberflächen des Bewehrungs- elements parallel zu den Seitenwandungen des Schlitzes orientiert sind. Entspricht die Tiefe des Schlitzes dann noch mindestens der Breite der streifenförmigen La- melle, so kann das Bewehrungselement sogar so in dem Schlitz angeordnet wer- den, daß es nicht aus der Oberfläche des Grundkörpers herausragt, also vollstän- dig gegen mechanische Beschädigungen oder andere widrige Umwelteinflüsse geschützt ist.

In einer anderen vorteilhaften Variante weist das Bewehrungselement zumindest abschnittsweise ein L-oder T-förmiges Profil auf. Ein solches Bewehrungselement wird dann mit einem ersten Abschnitt seines Profils in dem Schlitz im Grundkörper des Bauteils angeordnet, so daß mindestens ein weiterer Abschnitt seines Profils auf der Oberfläche des Grundkörpers aufliegt. Derartige Bewehrungselemente weisen gegenüber streifenförmigen Bewehrungselementen einen größeren Be- wehrungsquerschnitt auf, obwohl sie sich hinsichtlich ihrer Anordnung und Fixie- rung im Grundkörper des Bauteils nicht von streifenförmigen Bewehrungs- elementen unterscheiden. Bewehrungselemente mit einem L-oder T-förmigen Profil sind insbesondere dann von Vorteil, wenn lediglich Schlitze mit verhältnis- mäßig geringer Tiefe in die Oberfläche des Grundkörpers eingebracht werden können, bspw. im Falle von Bauteilen, die bereits eine sehr oberflächennahe Be- wehrung aufweisen. Derartige Bauteile können dann trotz geringer Schlitztiefe mit Bewehrungselementen versehen werden, die einen relativ großen Bewehrungs- querschnitt aufweisen. Durch die Fixierung dieser Bewehrungselemente in den Schlitzen zeigt das Bauteil ein insgesamt vergleichsweise gutes duktiles Verhal- ten.

Wie bereits erwähnt, wird das Bewehrungselement zumindest über eine Veranke- rungslänge in dem Schlitz fixiert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Beweh- rungselement jeweils endseitig in dem Schlitz fixiert wird. In der Regel ist nämlich eine endseitige Fixierung des Bewehrungselements zur Einleitung der auftreten- den Kräfte hinreichend.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten für die Fixierung des Bewehrungs- elements in dem Schlitz. In einer einfachsten Variante, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden soll, wird ein Verbund zwischen dem Bewehrungs- element und dem Grundkörper im Bereich des Schlitzes erzeugt. Alternativ oder auch ergänzend dazu, kann das Bewehrungselement auch mechanisch im Schlitz des Grundkörpers fixiert weden. Die mechanische Fixierung des Bewehrungs- elements ermöglicht gleichzeitig auch ein Vorspannen des Bewehrungselements, was die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Bauteils deutlich verbes- sert.

Zur mechanischen Fixierung des Bewehrungselements in dem Schlitz könnte das Bewehrungselement mit einer Verdickung versehen sein, die in einer entsprechen- den Erweiterung des Schlitzes angeordnet ist. Dazu könnte der Schlitz an einer Stelle durch eine Bohrung vergrößert sein. Aufgrund der in der Erweiterung des Schlitzes angeordneten Verdickung wird das Bewehrungselement an einem Punkt mechanisch in dem Schlitz gehalten und kann nun auch vorgespannt werden.

In einer anderen vorteilhaften Variante umfaßt das Bewehrungselement minde- stens ein Verankerungsteil zur mechanischen Fixierung in dem Schlitz. Als Veran- kerungsteil könnte eine Lamelle mit einem L-oder T-förmigen Profil dienen, indem ein erster Abschnitt dieses Profils in dem Schlitz in der Oberfläche des Grundkör- pers angeordnet und dort fixiert ist. Des weiteren umfaßt ein derartiges Beweh- rungselement mindestens einen Abschnitt in Form einer streifenförmigen Lamelle.

Diese Lamelle könnte mit dem Verankerungsteil beispielsweise über den Abschnitt seines Profils verbunden sein, der auf der Oberfläche des Grundkörpers aufliegt, und könnte ebenfalls auf der Oberfläche des Grundkörpers aufliegen. Genausogut könnte die Lamelle aber auch mit dem in dem Schlitz angeordneten Abschnitt des Verankerungsteils verbunden sein und in einer entsprechenden Verlängerung des Schlitzes angeordnet sein. Grundsätzlich kann das Verankerungsteil zwar an einer beliebigen Stelle des Bewehrungselements angeordnet sein ; in der Praxis erweist es sich aber als vorteilhaft, wenn das Verankerungsteil endseitig an dem Beweh- rungselement angeordnet ist, bzw. zwei Verankerungsteile jeweils an den Enden des Bewehrungselements vorgesehen sind.

Im Hinblick auf eine in technischer Hinsicht einfache Realisierung des erfindungs- gemäßen Bauteils ist es vorteilhaft, wenn die Schlitze im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Grundkörpers orientiert sind. Die vorliegende Erfindung Itillt sich aber auch mit einer anderen Orientierung der Schlitze realisieren.

Wie bereits erwähnt, sind die Bewehrungselemente zumindest über eine Veranke- rungslänge in dem Schlitz fixiert. Für bestimmte Anwendungen kann es aber auch von Vorteil sein, ein Bewehrungselement über seine gesamte Länge in dem Schlitz zu fixieren.

Grundsätzlich können im Rahmen des erfindungsgemäßen Bauteils Bewehrungs- elemente aus ganz unterschiedlichen Materialien verwendet werden. Als beson- ders vorteilhaft haben sich jedoch Bewehrungselemente aus einem Kunststoff mit einer Faserverstärkung, vorzugsweise in Form von Kohlefasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern, erwiesen. Derartige Bewehrungselemente sind korrosions- beständig und weisen eine sehr hohe Zugfestigkeit bei kleinem Querschnitt auf, so daß insgesamt auch nur relativ geringe Schlitztiefen erforderlich sind.

Wie bereits erwähnt, kann ein Bewehrungselement rein mechanisch in dem Schlitz fixiert werden. In der Regel wird aber ein Verbund zwischen dem Beweh- rungselement und dem Grundkörper im Bereich des Schlitzes hergestellt. Dazu eignen sich Klebstoffe auf Epoxidharzbasis oder auch Polyesterharzbasis. In einer anderen vorteilhaften Variante kann das Bewehrungselement auch mit Hilfe einer Zementsuspension, vorzugsweise einer feinen Zementmilch, in dem Schlitz fixiert werden.

Neben dem voranstehend beschriebenen Bauteil betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Anbringen einer Zusatzbewehrung an einem Betonbauteil, bei dem mindestens ein Schlitz in der Oberfläche des Betonbauteils erzeugt wird, der Schlitz zumindest bereichsweise mit einem Bindemittel verfüllt wird, ein zumindest abschnittsweise flächiges Bewehrungselement aus einem faserverstärkten Kunst- stoff zumindest abschnittsweise in dem Schlitz angeordnet wird und das dabei verdrängte, aus dem Schlitz austretende Bindemittel entfernt wird. Der Schlitz könnte in vorteilhafter Weise entweder geschnitten oder gefräst werden. Als Bin- demittel könnte ein geeigneter Klebstoff oder auch eine selbstabbindende Zementsuspension verwendet werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die Patentansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung dreier Ausfüh- rungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden auch im allge- meinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Bauteil, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Bauteil und Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Bauteil.

In Fig. 1 ist ein Bauteil 1 dargestellt, dessen Grundkörper 2 aus einer hydraulisch abgebundenen Matrix-hier Beton-besteht. Das Bauteil 1 umfaßt des weiteren ein flächiges Bewehrungselement 3. Dieses Bewehrungselement 3 ist in einem Schlitz 4 angeordnet, der in die Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 eingebracht ist.

Das Bewehrungselement 3 ist zudem zumindest über eine Verankerungslänge in dem Schlitz 4 fixiert und so mit dem Grundkörper 2 verbunden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bewehrungselement 3 handelt es sich um eine streifenförmige Lamelle, deren Breite im wesentlichen der Tiefe des Schlitzes 4 entspricht. Das Bewehrungselement 3 ist nun so in dem Schlitz 4 angeordnet, daß es nicht aus der Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 herausragt.

Der Schlitz 4 ist hier im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 5 des Grundkör- pers 2 orientiert. Das Bewehrungselement 3 ist mit Hilfe eines geeigneten Binde- mittels 6 über seine gesamte Länge in dem Schlitz 4 fixiert. Als Bindemittel 6 kommt eine Zementsuspension in Frage oder auch ein auf das Material des Be- wehrungselements 3 abgestimmter Klebstoff. Als Material für das Bewehrungs- element hat sich ein faserverstärkter Kunststoff bewährt, insbesondere ein Kohle- faserkunststoff oder auch ein Kunststoff mit einer Verstärkung aus Aramidfasern und/oder Glasfasern. Derartige Bewehrungselemente lassen sich gut mit Hilfe von Epoxidharzklebstoffen oder Polyesterharzklebstoffen fixieren.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bauteil 1 handelt es sich um ein nachträglich mit einer Zusatzbewehrung in Form des flächigen Bewehrungselements 3 versehenes Betonbauteil. Zum Anbringen dieser Zusatzbewehrung wurde zunächst der Schlitz 4 in der Oberfläche 5 des Bauteils 1 erzeugt. Der Schlitz 4 kann bspw. geschnitten oder auch gefräst worden sein. Anschließend wurde der Schlitz 4 zumindest be- reichsweise mit einem Bindemittel 6, nämlich einem geeigneten Klebstoff oder auch einer Zementsuspension, verfüllt. Danach wurde dann das flächige Beweh- rungselement 3, das im vorliegenden Falle durch eine faserverstärkte Kunst- stofflamelle gebildet ist, in dem Schlitz 4 angeordnet. Dabei wurde zumindest ein Teil des Bindemittels 6 aus dem Schlitz 4 verdrängt. Dieses ausgetretene Binde- mittel ist abschließend entfernt worden.

Der Schlitz 4 ist hier ca. 3 mm breit und ca. 3 cm tief. Er reicht maximal bis zu einer etwaigen inneren Bewehrung des Bauteils 1. Die Kunststofflamelle 3 weist eine Dicke von ca. 1,5 mm auf und eine Höhe von ca. 27 mm. Mit der in Fig. 1 dargestellten Dimensionierung und Anordnung des Bewehrungselements 3 in dem Schlitz 4 wird gewährleistet, daß das Bewehrungselement 3 vollständig in das Bindemittel 6 in dem Schlitz 4 eingebettet ist. Auf diese Weise wird ein besonders guter Verbund zwischen dem Bewehrungselement 3 und dem Grundkörper 2 des Bauteils 1 hergestellt. Außerdem ist das Bewehrungselement 3 auch vor mechani- schen und anderen widrigen äußeren Einflüssgen geschützt.

In Fig. 2 ist ein weiteres Bauteil 7 mit einem Grundkörper 2 dargestellt, der mit einem Schlitz 4 versehen ist. Als Bewehrungselement dient hier aber nicht wie im Falle des in Fig. 1 dargestellten Bauteils eine streifenförmige Lamelle, sondern eine Kombination aus einem oder mehreren Verankerungsteilen 8 und einer streifenförmigen Lamelle 9. Das Verankerungsteil 8 weist ein T-förmiges Profil auf.

Ein erster Abschnitt dieses Profils ist in dem Schlitz 4 festgeklebt, während die beiden anderen Abschnitte des Profils auf der Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 angeordnet sind. Zusätzlich kann auch noch eine Klebeverbindung zwischen die- sen beiden Abschnitten des Profils und der Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 be- stehen. Die streifenförmige Lamelle 9 ist nun mit den beiden auf der Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 angeordneten Abschnitten des Profils des Verankerungsteils 8 verbunden. Zusätzlich kann die streifenförmige Lamelle 9 auch noch auf der Oberfläche 5 des Grundkörpers 2 festgeklebt sein. Mit Hilfe des Verankerungsteils 8 bzw. mehrerer solcher Verankerungsteile läßt sich das Bewehrungselement ins- gesamt auch vorgespannt an dem Bauteil 7 anbringen.

In Fig. 3 ist eine weitere Verankerungsmöglichkeit für ein in einem Schlitz 4 ange- ordnetes Bewehrungselement 3 dargestellt. Dazu weist der Schlitz 4 in dem Grundkörper 2 des in Fig. 3 dargestellten Bauteils 10 endseitig eine Erweiterung 11 in Form einer Bohrung auf. In dieser Erweiterung 11 ist das mit einer Ver- dickung 12 versehene Ende eines streifenförmigen Bewehrungselements 3 ange- ordnet. Durch diese mechanische Fixierung des einen Endes des Bewehrungs- elements 3 ! äßt sich das Bewehrungselement 3 insgesamt vorspannen.

Abschließend sei noch angemerkt, daß sich Bewehrungselemente in Form von fa- serverstärkten Kunststofflamellen, insbesondere in Form von Kohlefaserkunst- stofflamellen besonders gut zur Realisierung des erfindungsgemäßen Bauteils bzw. zum nachträglichen Anbringen einer Zusatzbewehrung an einem Betonbau- teil eignen. Dies ist insbesondere auf die sehr hohe Zugfestigkeit solcher Lamellen auch bei kleinen Querschnitten zurückzuführen.