Kleben von Naturfaserverbundwerkstoffen auf Mauerwerk zur nachträglichen Verstärkung erdbebengefährdeter Bauwerke - von der Werkstoffprüfung bis zur Anwendung

Der Mauerwerksbau hat eine sehr lange Tradition und ist die am häufigsten verwendete Bauweise. Mauerwerksbau wird aufgrund der einfachen und günstigen Herstellung auch in Zukunft eine große Bedeutung haben. Insbesondere die guten bauphysikalischen Eigenschaften machen diese Bauweise immer noch für den Markt interessant. Ein großer Nachteil, den Mauerwerke aufweisen, ist die geringe Zug-, Biege- und Schubtragfähigkeit. In Ländern mit hohem Erdbebenrisiko und mit sozialen und wirtschaftlichen Problemen werden häufig Baumaterialien geringer Qualität verwendet. In den meisten Fällen kommen Ziegel und Mörtel niedriger Festigkeitsklassen zur Anwendung, die zum Beispiel im europäischen Raum kaum mehr Verwendung finden. Diese Bauweise findet man häufiger in den ländlichen Regionen. Die Opferzahlen der folgenschwersten Beben der jüngeren Zeit, wie im Jahre 1999 in Izmit im Nordwesten der Türkei mit 18.000 Toten oder 2003 in Bam im Südosten des Irans mit etwa 31.000 Toten und das verheerende Erdbeben vom Oktober 2005 in der Kaschmirregion mit über 70.000 Toten, zeigen die Schwächen der in diesen Regionen verwendeten Bauweisen. Die Schadensbilder zeigen häufig Mauerwerksversagen bis hin zum Komplettversagen. Die in einfachen Bauweisen bei ein- bis zweistöckigen Gebäuden verwendeten aussteifenden Mauerwerksscheiben sind den Erdbebenbeanspruchungen nicht gewachsen und weisen eine niedrige Schubtragfähigkeit auf. Da eine Neukonstruktion aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten nicht in Frage kommt, müssen nachträgliche Maßnahmen zur Verstärkung dieser Bauwerke vorgenommen werden. Eine in den letzten Jahren verwendete Methode ist die nachträgliche Verstärkung durch das Aufkleben von Faserverbundwerkstoffen auf die Mauerwerksoberfläche. Als Fasermaterial kommen hierbei meistens kohlenstofffaser- (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) zum Einsatz. Diese Materialien in Verbindung mit Kunstharzsystemen haben sich als Verstärkungsmethode zum Beispiel in der Schweiz oder den USA etabliert, aber aufgrund ihres hohen Preises und Ihrer geringen Verfügbarkeit finden sie in wirtschaftlich schwachen Erdbebenregionen, wie zum Beispiel im Mittleren und Nahen Osten oder im lateinamerikanischen Raum, selten Verwendung. Zusätzlich sind die modernen Verstärkungsmaterialien wie CFK und GFK für solch „schwache“ Mauerwerke zu steif und können zu Kompatibilitätsproblemen führen. Aus diesem Grund sind deutlich günstigere und den Eigenschaften des beschriebenen Mauerwerks werkstofflich angepasste Lösungen vonnöten. Naturfasern in Verbindung mit Spachtelmasse auf Epoxidharzbasis oder epoxidharzvergüteter Feinspachtel auf Zementbasis können sowohl aus Preis- wie auch Kompatibilitätsgründen eine sehr interessante Alternative darstellen.