Ermüdungswiderstand von Betontrockenfugen unter Druckbeanspruchung in modularen Konstruktionen
Bei modularen Konstruktionen werden vorgefertigte Betonmodule zumeist mit Trockenfugen zu einem Tragwerk zusammengespannt. Diese Bauweise ermöglicht eine serielle, ressourceneffiziente und qualitätsgesicherte Vorfertigung der Module sowie eine einfache und schnelle Montage und Demontage der Konstruktion auf der Baustelle. Sie ist prädestiniert für die Errichtung weit gespannter segmentärer Binder und modularer Schalentragwerke und wird bereits für die Herstellung von Betontürmen für Windenergieanlagen und im Segmentbrückenbau eingesetzt. Diese Bauwerke erfahren hohe dynamische Beanspruchungen, wobei aktuelle Regelwerke keine Ansätze für den Nachweis der Betontrockenfugen unter dynamischen Druckbeanspruchungen enthalten und Entwürfe neuer Normen hohe Abminderungen der Fugentragfähigkeit in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit ansetzen. Daher sehen ausführende Firmen zurzeit eine sehr hohe Passgenauigkeit vor, die bei glatten Fugen durch Schleifen und bei profilierten Fugen durch das Match-Cast-Herstellungsverfahren sichergestellt wird.
Zur Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von Betontrockenfugen wurden zweiteilige Probekörper mit geschliffenen, geschnittenen und gefrästen Fugenoberflächen hergestellt, deren Rauigkeit mittels Tastschnittverfahren und Passgenauigkeit mittels 3D-Scan analysiert und anschließend ihre Traglast geprüft. Unter monoton steigender Druckbeanspruchung lassen sich mit geschliffenen Trockenfugen Traglasten und Versagensmechanismen wie bei monolithischen Probekörpern erzielen. Unter zyklischer Druckbeanspruchung liegen die Ermüdungsfestigkeiten der zweiteiligen Probekörper meist unter denen von monolithischen Probekörpern und weisen insbesondere bei geschnittenen und gefrästen Fugenoberflächen stärkere Streuungen auf. Die Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse zum Ermüdungswiderstand von Betontrockenfugen unter Druckbeanspruchung, die für eine Verbreitung des schnellen und ressourceneffizienten Bauens mit modularen Konstruktionen essenziell sind.
