Schadensanalyse und Instandsetzungskonzept für einen Absorber aus Beton-Fertigteilen, Teil 1: Fid-Bau Portal

Schadensanalyse und Instandsetzungskonzept für einen Absorber aus Beton-Fertigteilen, Teil 1

Rosenstein, Oliver / Dorscheid, Christoph

Betonabsorber, welche die Energie aus Sonneneinstrahlung oder Windeinflüsse nutzen, lassen sich als Umwelt schonende Heizsysteme einsetzen. Meist sind die absorbierenden Solekreisläufe in das Bauteil integriert, beispielsweise als Rohrsystem. Bei der hier betrachteten Anlage aus vier Beton-Fertigteilen war es im Verlauf der fünf Betriebsjahre allerdings zu Rissbildung mit Rissweiten von bis zu 0,7 mm gekommen, welche an den Stirnseiten nahezu über die gesamte vertikale Länge auftraten. Zudem gab es eine Vielzahl kleinerer Abplatzungen über den einzelnen Zuschlagkörnern der äußeren Zementleimschicht. Die Ursachen dieser Schäden sollten ermittelt werden, was durch das völlige Fehlen von Ausführungsplänen noch erschwert wurde. Alle erforderlichen Daten mussten durch zerstörungsfreie messtechnische Maßnahmen ermittelt werden. Gefunden wurde zunächst eine gleichmäßig verteilte, aber recht geringe Betondruckfestigkeit, was unüblich ist, aber keinen direkten Zusammenhang zu den Schäden erkennen ließ. Die Abplatzungen erwiesen sich eindeutig als Frostschäden. Die Risse dagegen rühren mit großer Wahrscheinlichkeit aus dem Bauteil selbst, allerdings ohne treibenden Angriff aus dem Betoninneren. Auch Korrosionsvorgänge in der Bewehrung wurden ausgeschlossen. Plausibel erschien dagegen, die Ursache im Temperaturgradienten zwischen Sole und Umgebung zu suchen, wobei hier im eingestellten Normalbetrieb allerdings nicht mehr als 5 K auftreten, was nicht für kritische Zugspannungen ausreicht. Allerdings war wohl im Jahr der Inbetriebnahme einmal eine irrtümliche Beaufschlagung von bis zu 30 K erfolgt, was angesichts der Schlankheit des Bauteiles ausreichend gewesen sein könnte. Da dieser Wirkmechanismus ohne numerische Simulation der Strukturmechanik aber nicht nachzuweisen ist, wurde gemeinsam mit dem Institut für Strukturmechanik der Bauhaus Universität in Weimar ein horizontaler Schnitt einer Scheibe nach der FE-Methode als 2D-Modell im ebenen Dehnungszustand untersucht. Die Ergebnisse dieser Simulation und die Instandsetzungsmaßnahmen werden im zweiten Teil des Berichts behandelt. (wird fortgesetzt)