UHPFRC-Verbundfugen

Ultrahochleistungs-Faserbeton (Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete – UHPFRC) ist ein zementöser Hochleistungswerkstoff, bei dem durch Optimierung des Korngefüges und Zugabe von Stahlfasern eine Druckfestigkeit von über 150 MPa und eine Zugfestigkeit von rund 8 MPa erreicht wird. Durch die rissüberbrückende Wirkung der beigemischten Mikrostahlfasern (sogenannte Faserwirksamkeit) ergibt sich eine sehr feine Rissverteilung bei sehr geringen Rissweiten und folglich eine exzellente Dauerhaftigkeit. Der Werkstoff eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend für den Einsatz bei hochbelasteten, dauerhaften und schlanken Bauteilen wie zum Beispiel Brücken oder Parkdecksystemen.

Aufgrund der besonderen Anforderungen bei der Herstellung des UHPFRC ist der Einsatz als Fertigteilkonstruktion sinnvoll. Hierdurch können kurze Bauzeiten erzielt werden und man erhält sehr wirtschaftliche Konstruktionen. Für das Fügen der Fertigteilelemente auf der Baustelle wird eine geeignete Fugenkonstruktion benötigt. Diese ist maßgebend für das Tragverhalten, die Montage als auch für die Dauerhaftigkeit. Um Schäden zu vermeiden, muss die Fuge derart ausgebildet werden, dass sie im Gesamtsystem keine Schwachstelle darstellt. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Fugenausbildung sind nicht nur Herstellungskosten, sondern die gesamten Lebenszykluskosten im Hinblick auf Fugensanierung beziehungsweise die Abdichtungserneuerung zu berücksichtigen.

Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte wurden Tragsysteme aus UHPFRC in Fertigteilbauweise für Brücken und Parkdecksysteme entwickelt und die Ausführung möglicher Fugensysteme konzeptuell wie auch experimentell untersucht. Hierzu wurden zunächst grundsätzliche Konzepte für verschiedene Fügemethoden entwickelt und analysiert, wobei ein Fokus auf trockene Fugen sowie Vergussfugen mit konventioneller Bewehrung gelegt wurde. Basierend auf den Versuchsergebnissen wurde das Tragverhalten im Detail analysiert und mit mechanischen Modellen beschrieben.

Mitautoren: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Oliver Fischer,
Nicholas Schramm