Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Systematische Untersuchungen zur Qualität von Verbundfugen bei Querschnittsergänzungen für Betontragwerke

Die Verstärkung von Bestandsbauwerken mit Querschnittsergänzungen aus bewehrtem Beton ist bereits heute sowohl im Hoch-, Brücken- als auch im Industriebau von großer Bedeutung und wird in der Zukunft als Folge der steigenden Anforderungen an die Bestandsbauwerke weiter zunehmen. Zu den in der Baupraxis etablierten Verstärkungsmaßnahmen zählen insbesondere horizontale Ergänzungsbetonschichten auf Platten, vertikale Ergänzungen bei Stützen und Wänden sowie Querschnittsergänzungen an geneigten Flächen.

Daher muss für Verstärkungen mit Beton die Tragfähigkeit der Verbundfuge zwischen Alt- und Ergänzungsbeton beurteilt werden können. Durch experimentelle Untersuchungen wird im Rahmen des Forschungsvorhabens dazu ein Zusammenhang zwischen dem Verfahren zur Oberflächenbearbeitung des Altbetons, Rauheit (gemessene mittlere Rautiefe), Art der Betonergänzung, und der Tragfähigkeit der Verbundfuge in Zusammenhang mit einem Verbundmittel hergestellt. An aufgerauten Altbetonkörpern wird zunächst die Oberflächenrauheit durch volumetrische (Sandflächenverfahren nach Kaufmann) und optische Messverfahren (Lasertriangulation und Photogrammetrie) bestimmt, um im Anschluss die Verbund- und Haftzugfestigkeit der Verbundfuge zu untersuchen. Als Ergebnis wird eine Datenbank zur Tragfähigkeit verschiedener Kombinationen aus Altbeton, Oberflächenbearbeitung, Ergänzungsbetonschichten und einem Verbundmittel bereitgestellt. Zusätzlich ist für die praktische Anwendung eine Validierung von optischen Rauheitsmessverfahren im Vergleich zu dem etablierten Sandflächenverfahren vorgesehen.

Durch ein DBV-Merkblatt, dessen fachliche Grundlagen im Rahmen dieses Projektes gelegt werden sollen, können die KMU wirtschaftlichere Lösungen für verschiedene Anwendungen von Oberflächenbearbeitungsmethoden und Betonergänzungen an Bestandsbauwerken anbieten, was sowohl der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der KMU als auch der Ressourceneffizienz von Verstärkungsmaßnahmen dient.

Ergebniszusammenfassung:

Durch das durchgeführte umfassende experimentelle Versuchsprogramm und der Auswertung der entwickelten Versuchsdatenbanken konnten wesentliche Erkenntnisse für die wirtschaftliche Bemessung von Betonverbundfugen abgeleitet und ein besseres Verständnis für den Zusammenhang zwischen dem Verfahren zur Oberflächenbearbeitung des Altbetons, der Fugenrauheit und der erzielten Tragfähigkeit gewonnen werden. Zudem wurden in dem Forschungsvorhaben erfolgreich neuartige optische Rauheitsmessverfahren eingesetzt, die weitere Faktoren zur besseren Bewertung und Bemessung von aufgerauten Betonoberflächen ausgeben. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden insgesamt 197 Schubversuche und weitere 326 Haftzugprüfungen durchgeführt.

Der Ergebnistransfer in die Wirtschaft wird durch geplante Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, Vorstellung der Ergebnisse auf Fachkonferenzen und die Veröffentlichung im Internet auf der Webseite des Instituts sichergestellt. Auch eine Integration der Projektinhalte in die Lehre durch die Vergabe von Abschlussarbeiten war bereits wesentlicher Bestandteil des Ergebnistransfers. Der erweiterte Bemessungsansatz und die Verwendung neuartiger optischer Rauheitsmessverfahren gestatten es den KMU, bessere und wirtschaftlichere Lösungen für die verschiedensten Anwendungsgebiete anzubieten, wodurch zum einen die Wettbewerbsfähigkeit der KMUs gesteigert wird, zum anderen aber auch die Nachhaltigkeitsleistung der Stahlbetonbauweise verbessert wird.

Der Antragsteller Herr Professor Hegger ist Mitglied in verschiedenen Normenausschüssen und Obmann des Normenausschusses „Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton“ im DIN als auch Mitglied im europäischen Normgremium CEN/SC2/WG1. Eine direkte Ergebnisverwertung auf nationaler und europäischer Ebene ist somit sichergestellt, da die Ergebnisse unmittelbar in die Beratungen zum neuen Eurocode 2 eingebracht werden. Dadurch ist eine direkte Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis gegeben.