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Auswirkungen unterschiedlicher Eigenschaften von Ober- und Unterbeton auf die Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken incl. Erweiterung: Verhalten eines direkt befahrbaren Betons mit Recyclingzuschlag im Winter
8.135
IDN 706357
Forschungsstelle Technische Universität München, Lehrstuhl für Baustoffkunde und Werkstoffprüfung (Prof. Dr.-Ing. P. Schießl)
Bearbeiter Sodeikat, C.
Springenschmid, R.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: Juni 1998/ März 2000

In Deutschland soll in Zukunft im Unterbeton bei Grunderneuerungen vermehrt Recycling-Zuschlag (RC-Betonzuschlag) verwendet werden. Der Oberbeton soll mit z.T. nur 4 bis 5 cm Dicke statt wie bisher 7 cm ausgeführt werden. In dieser Forschungsarbeit sollte geklärt werden, ob sich extrem unterschiedliche Eigenschaften von Ober- und Unterbeton insbesondere auch bei sehr dünnen Oberbetonen negativ auf die Dauerhaftigkeit auswirken können. Es wurden insbesondere die Auswirkungen dieser neuen Bauweisen auf die feuchte- und temperaturbedingten Verformungen und Spannungen in Laborversuchen und an Hand analytischer und numerischer Berechnungen untersucht. Es hat sich ergeben, dass die neueren Bauweisen unter Verwendung von RC-Betonzuschlag im Unter- und Oberbeton mit Waschbetonoberfläche zu größeren feuchtebedingten Verformungen und Spannungen führen, die jedoch durch den zweischichtigen Aufbau, d.h. steife Oberbetone auf weniger steifen Unterbetonen, etwas gemindert werden. Im Gegensatz zu einschichtigen Betondecken führen bei Ober- und Unterbetonen mit unterschiedlichen Wärmedehnzahlen auch gleichmäßige Temperaturänderungen über den Querschnitt zu Verwölbungen ( Thermobimetalleffekt). In Folge des gegenseitigen Verbunds entstehen horizontale Spannungen, die in den Plattenendbereichen umgelenkt werden und dort im Bereich der Verbundfuge Schubspannungen und Schälspannungen senkrecht zur Verbundfuge hervorrufen. Eine Reduzierung der Mindestdicke des Oberbetons von 7 auf 4 cm führt nicht zu einer Erhöhung des Spannungsniveaus infolge Feuchte- oder Temperatureinwirkungen. Bei Oberbetondicken kleiner als 3 cm entstehen jedoch deutlich höhere Spannungen infolge des Thermobimetalleffektes. Es wird vorgeschlagen, bei Betondecken, die unter ungünstigen Witterungsbedingungen hergestellt werden, die Unterschiede der Wärmedehnzahlen von Ober- und Unterbeton zu begrenzen. Bei hochfesten Oberbetonen können durch große chemische Schwinden im Unterbeton hohe Schälzugspannungen hervorgerufen werden. Es erscheint sinnvoll, bis ausreichende Praxiserfahrungen vorliegen, den Wasserbindemittelwert nach unten zu begrenzen.

Veröffentlichung Sodeikat, C.; Springenschmid, R: Einschichtige Betondecken mit Recyclingzuschlag und Betondecken mit stark unterschiedlichen Eigenschaften von Ober- und Unterbeton. Straße und Autobahn (1998 Nr. 12, S. 674-678