Mehrfachrissbildung in Carbonbeton
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
Titel | Title |
Kurzfassung
Fugen sind in flächigen Bauteilen aus Beton, z. B. Industrieflächen, Park- und Verkehrsflächen, Stützwänden etc. integrale Bestandteile, um ungewollte Zwangsrisse zu vermeiden. Thermisch und hygrisch bedingten Eigenverformungen konzentrieren sich in Bewegungs- und Scheinfugen, in welche flüssige Medien einschließlich enthaltener Schadstoffe (Chloride, Sulfate, Alkalien, Kohlenwasserstoffe etc.) eindringen können. Dies beeinträchtigt die Dauerhaftigkeit der Bauteile und führt ggf. zur Kontaminierung der darunterliegenden Bodenschichten oder sogar Ausspülungen. Zur Vermeidung der genannten Schädigungen werden Fugenabdichtungen eingesetzt, die eine auf wenige Jahre begrenzte Dauerhaftigkeit besitzen.
Das Verbundvorhaben der Ruhr-Universität Bochum und der TU Dresden behandelt ein alternatives Lösungskonzept zur Fugenüberbrückung. Mit Hilfe von dünnen, textilbewehrten Betonschichten werden Fugen in unbewehrten oder nur schwach bewehrten Betonbauteilen überbrückt. Als Bewehrung wird Carbonbewehrung, die sich durch einen hohen Korrosionswiderstand und eine vergleichsweise hohe Zugtragfähigkeit auszeichnet, bevorzugt. Durch die großen singulären Fugenbewegungen im Grundbauteil würde bei herkömmlichen Betondeckschichten ein breiter Einzelriss entstehen. Ziel ist es, dass die feine, hochfeste Carbonbewehrung das singuläre Rissbild auf plurale, wesentlich kleinere Risse verteilt.
Die Fugenüberbrückung aus Carbonbeton unterliegt bei den genannten Anwendungen flächiger Bauteile besonderen Beanspruchungen. Dazu gehören Zugspannungen, die sich in der Betondeckschicht bei kalten Jahreszeiten aufbauen, da die Fugen sich öffnen. Umgekehrt entstehen Druckspannungen in der warmen Jahreszeit, wenn sich die Fugen schließen. Bei großen Betonflächen treten diese Spannungszustände an Fugenkreuzen in zwei Richtungen auf. In Dresden wird deshalb das Trag- und Verformungsverhalten unter ein- und zweiaxialer Zugbelastung untersucht. Dabei werden unterschiedliche Materialkombinationen getestet. Untersucht werden die Rissentwicklung unter Zug und Querzug, das Verbundverhalten von Carbongelege und Beton sowie der Einfluss des Querzugs auf den Verlauf der Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung. Daraus folgt die Entwicklung eines Modells zur Beschreibung des Verbundes zwischen Carbongelege und Beton unter zweiaxialer Beanspruchung. Die gesammelten Erkenntnisse fließen in praxistaugliche Regelungen ein, sodass eine Fugenüberbrückung in dieser Bauweise weitreichend angewandt werden kann.