Leicht Bauen mit Verbunddecken

Neue Leichtbetone verkürzen Bauzeit

Verbunddecken mit neu entwickelten Leichtbetonen vereinfachen den Bauablauf. Optimierungsbedarf besteht insbesondere hinsichtlich Zugfestigkeit sowie Steifigkeit und dem Langzeitverformungsverhalten der Leichtbetone. Sie sollen dafür in verschiedenen Rohdichteklassen gezielt entwickelt werden.

Verbunddecken gelten als eine der wirtschaftlichsten Bauweisen im Hochbau.
Das Bauen mit Verbunddecken vereinfacht den Bauablauf, erhöht die Ausführungsqualität, vermindert Lärmemissionen und verkürzt die Bauzeit. Das Tragverhalten von profiliertem Stahlblech in Verbindung mit Leichtbeton muss dafür systematisch untersucht werden. Das komplexe Zusammenwirken beider Werkstoffe wird von verschiedenen Parametern bestimmt.

Umsetzung

Das Forschungsprojekt untersucht das Tragverhalten von profiliertem Stahlblech in Verbindung mit Leichtbeton. Die Profiltafelgeometrie und die mechanischen Verbundmittel sowie die Verformungs- und Verbundeigenschaften des Leichtbetons bestimmen das Zusammenwirken beider Werkstoffe. Deshalb werden Phänomene wie Haftung, Reibung, Blechverformung und Klemmwirkung experimentell analysiert und verifiziert. Bei den Versuchen kommen unterschiedliche Profile zum Einsatz. Die TU Dresden entwickelt dafür einen gefügedichten selbst verdichtenden pumpbaren Leichtbeton der Rohdichteklasse D1,6.

Ob er sich in Verbunddecken eignet, ist zu untersuchen und speziell dafür zu optimieren. Im Fokus stehen dabei Versagenslasten und Verformungsverhalten sowie Riss- und Versagensbilder. Die daraus gewonnenen Informationen lassen auf maßgebende Einflussgrößen der Betonzusammensetzung schließen.

Die hohe Instrumentierung der Versuche soll Aufschluss geben über die Dehnungsverteilung innerhalb der Versuchskörper entlang der Verbundfuge. Außerdem sollen sie Erkenntnisse liefern zur Abtragung der Schubkräfte in Verbunddecken. Auf Basis der dabei identifizierten maßgebenden Materialparameter können die Leichtbetone der Rohdichteklasse D1,4 und D1,8 gezielt entwickelt werden. Bauteilversuche mit einem Profiltyp weisen ihre Eignung nach.

Fazit

Erste Betonagen der Verbundplatten zeigten, dass der entwickelte selbst verdichtende Leichtbeton der Rohdichte D1,6 ein sehr gutes Fließverhalten hat, die Form komplett füllt und ohne Zufuhr von Rüttelenergie entlüftet. Das Versagens- und Rissbild weicht deutlich vom Verhalten von Versuchskörpern mit Normalbeton ab. Es tritt ein kombiniertes Längsschub-Querkraft-Versagen auf und die Prüfkörper sind im Bereich der Schublänge längs aufgerissen. Optimierungsbedarf besteht für den Baustoff Leichtbeton in erster Linie hinsichtlich der Zugfestigkeit.

Ausblick

Zusätzlich zur Zugfestigkeit müssen noch weitere Optimierungsparameter untersucht werden. Dies sind vor allem die Steifigkeit und das Langzeitverformungsverhalten des Betons.

Quelle:Die Studie wurde am Lehrstuhl für Stahlbau der Technischen Universität Kaiserslautern (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kurz) durchgeführt und im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung gefördert. Die Technische Universität Dresden entwickelt in diesem Projekt den gefügedichten selbst verdichtenden pumpbaren Leichtbeton der Rohdichteklasse D1,6. Die Bauteilversuche mit Verbundprofilen führt als 4-Punkt-Biegeversuche entsprechend den Vorgaben des Eurocode 4 die TU Kaiserslautern durch.