Messung von Dehnungen und Temperaturverläufen in Stahlbetonwänden: Fid-Bau Portal

Messung von Dehnungen und Temperaturverläufen in Stahlbetonwänden

Lindstedt, H. / Staffa, M.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der komplizierten Härtungsvorgänge im Beton mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Verhinderung von Hydrationsrissen in Klärbecken. Durch die Messung der Temperatur- und Dehnungsverläufe werden computergestützte Rechenmodelle verifiziert. Mit den Rechenmodellen wiederum läßt sich der Effekt verschiedener Maßnahmen zur Verminderung der Zugspannung in Betonwänden untersucht. Im dafür erstellten Programm werden der Wandquerschnitt in finite Elemente geteilt und die Temperaturen jedes Elements unter Berücksichtigung der Wärmegewinne aus Hydration, der Wärmeverluste aus der Rohrkühlung und den Randbedingungen an der Wandoberfläche ermittelt. In einem zweiten Schritt werden aus den Temperaturen mit Berücksichtigung der Relaxation und der Scheibenwirkung die Wandspannungen berechnet. Als Ergebnis der Untersuchung wird durch Computersimulation des Temperatur- und Spannungszustandes festgestellt, daß die Kühlung zulange erfolgte, es wurden Risse direkt in die Wand hineingekühlt und daß sich die Vorheizung der Fundamentsohle vor dem Betonieren günstig auf die Vermeidung der Rißbildung auswirkt. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis wird ein Verfahren entwickelt, das versucht, die Rißbildung vollständig zu verhindern. Dazu wird die Sohlplatte mindestens drei Tage vor dem Betonieren der Wand mit heißwasserdurchflossenen Innenrohren erwärmt und dehnt sich entsprechend aus. Zum Zeitpunkt des Betonierens der zugehörigen Wand wird die Sohlenheizung abgestellt; durch das Zusammenziehen der Sohlplatte beim Abkühlen wird die darauf befindliche Wand vorgespannt um auftretende Zugspannungen zu unterdrücken. Die frisch betonierte Wand wird durch kaltwasserdurchflossene Innenrohre gekühlt, um die Temperaturen im Frischbeton und damit auftretende Zugspannungen niedrig zu halten. Als Meßeinrichtung dienen das Meßgerät UGR 60, ein IBM-kompatibler Computer, ein Resetzähler, sechs Meßwiderstände und ein Thermostat Typ RC6. Durch das Rechenmodell können Maßnahmen zur Vermeidung von Rissen rechnerisch bewertet werden.