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Kurzfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung von Auslagerungseffekten mit dem Ziel der Erhöhung der Spannung und/oder der Begrenzung des Spannungsverlustes von Vorspannelementen aus einer Formgedächtnislegierung.

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Hintergrund

Vorspannelemente leiden oftmals an einer Reduzierung der aufgebrachten Spannkräfte über die Nutzungsdauer. Beispielsweise sinken im Spannbeton die eingebrachten Druckspannungen erheblich, wenn der Beton kriecht und schwindet und der elastisch vorgespannte, hochfeste Stahl dadurch eine Entlastung erfährt. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass die Spannkräfte auf Grund steigender Belastungen im Nutzungszeitraum nicht mehr ausreichen und zusätzliche Spannglieder angebracht werden müssen um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu ermöglichen.

Bereits heute werden Formgedächtnislegierungen erfolgreich als Vorspannelemente eingesetzt, da bei Ihnen das aufwendige elastische Vorspannen wegfällt und sie durch eine einfache thermische Aktivierung ihre Vorspannkräfte entfalten. Dabei sind insbesondere eisenbasierte Formgedächtnislegierungen auf Grund ihrer vergleichsweise niedrigen Kosten von hohem Interesse. Allerdings leiden auch sie unter zeitlichen Vorspannverlusten und die Vorspannungen können nicht nachträglich erhöht werden.

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Bilder & Videos

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Lösung

Bei der dem vorliegenden Verfahren werden gezielt nanometrische Ausscheidungsteilchen während der thermischen Aktivierung der Formgedächtnislegierung eingebracht. Durch die Veränderung der Umwandlungscharakteristika der Formgedächtnislegierung können die Vorspannkräfte durch eine nachträgliche weitere thermische Aktivierung erhöht werden und die Vorspannungsverluste, die beispielsweise durch Kriechen und Schwund des umgebenen Betons auftreten, um das bis zu zwanzigfache reduziert werden

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Vorteile

• Vergleichsweise günstige eisenbasierte Formgedächtnislegierungen nutzbar

• Einfache und günstige Anbringung der Vorspannelemente am Wirkungsort

• Höhe der Vorspannung durch Legierungsdesign und Zeit- und Temperaturführung bei der thermischen Aktivierung gezielt steuerbar

• Erhöhung der Lebensdauer durch:

·         Begrenzung der Vorspannverluste während des Gebrauchs

·         Nachträgliche Steigerung der Vorspannungen durch erneute thermische Aktivierung

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Anwendungsbereiche

Brückenbau, Hochbau, Tiefbau, Holzbau und andere Bereiche in denen Vorspannungen von Interesse sind