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Verfahren zur Herstellung von Betonfahrbahndecken
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durch die gezielten Schwindrisse ersetzt, wobei zu beachten ist, dass eine eventuelle Lastübertragung an den Schwindrissen infolge der Verzahnung derselben verbessert wird und die Wirkung einer eventuellen
Verdübelung erhöht.
Vorzugsweise wird an den ober den Leisten liegenden Oberflächenteilen der Fahrbahndecke ein streifenförmiger Auftrag einer Fugenfüllmasse in der Zone der zu erwartenden oder schon aufgetretenen
Schwindrisse angebracht. Dadurch kann sich in den Schwindrissen kein Sand oder Split ansammeln und die so verstrichenen Schwindrisse bleiben jahrelang unverändert.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend an einem Rechenbeispiel unter Hinweis auf die Fig. 3 - 5 der Zeichnungen näher erläutert. Die Fig. 3 zeigt ein Stück einer Fahrbahndecke im Längsschnitt und die Fig. 4 und 5 sind zwei Diagramme zur Darstellung der Öffnungsweite der Schwindrisse in Abhängigkeit von der Jahreszeit.
Es wurde eine Fahrbahndecke bei einer Temperatur von IOOC, also z. B. im März, durchlaufend und fortschreitend in beliebiger Länge betoniert, wobei lediglich in Abständen von je 10 m auf der Unterlage trapezförmige Leisten L festgemacht werden (Fig. 3).
Bei den Leisten entstehen dann nach einiger Zeit Schwindrisse R, u. zw. dort, wo sich die Leisten L befinden, weil hier der Querschnitt der Decke und damit die Zugfestigkeit vermindert ist. Bei Fortschreiten der Jahreszeit erfährt nun die Fahrbahndecke eine Temperaturerhöhung von etwa 250C bis zur Hochsommertemperatur von 350. Die dabei eintretende Längendehnung des 10 m-Abschnittes zwischen zwei Schwindrissen errechnet sich nach DIN mit einer Wärmedehnungsziffer w = 0, 01 mm/m/C mit AT = 0, 1 x 10 x 25 = 2,5 mm.
Die Schwindung des Betons hängt von der Qualität des gewählten Zementes, von den Zuschlagstoffen, insbesondere der Siebkurve derselben sowie vom Wasserzementfaktor ab. Im Durchschnitt kann (ohne Berücksichtigung einer Armierung) eine Schwindmassziffer s = 0,25 mm/m angenommen werden. was bei einer Abschnittlänge von 10 m einer Längenminderung von 2,5 mm entspricht, so dass sich also die Schwindrisse nur wieder voll schliessen, aber im Beton keine Pressung entsteht. Es sind also tatsächlich keine Raumfugen erforderlich.
Sind höhere Sommertemperaturen (im Süden) zu erwarten, so muss mit der Herstellungstemperatur um denselben Betrag hinaufgegangen werden, damit keine Pressungen entstehen. Unter"Herstellungs- temperatur" wird hier immer die um die Abbindeerwärmung erhöhte Temperatur der Ausgangsstoffe beim Mischen verstanden. Umgekehrt kann im Norden bei tieferen Temperaturen betoniert werden. Andere Möglichkeiten, das Schwindmass der zu erwartenden Längendehnung anzupassen, bestehen in der Wahl besonderer Zemente und geeigneter Mischungen von Zuschlagstoffen.
Das Diagramm nach Fig. 4 zeigt die nach Herstellung der Fahrbahndecke im Jahresverlauf entstehende Änderung der Öffnungsweite der Schwindrisse. Darin sind auf der Abszissenachse die Monate des Jahres mit I - XII angegeben, wogegen auf der Ordinatenachse die Längenänderungen durch Wärmedehnung bzw. durch Schwindung in mm/m der Fahrbahnlänge angegeben sind. Die Kurve 1 zeigt das allmähliche Schwinden, welches etwa nach drei Monaten bereits den Wert von 0,25 mm, : m erreicht und dann weiter asymptotisch bis zu einem Höchstwert von etwa 0,35 mm/m ansteigt. Angenommen ist da- bei eine Herstellungstemperatur von 10C, was etwa einer Herstellung im März entspricht. Die Kurve 2 zeigt die durch die Erwärmung entstehenden Längendehnungen, welche im Juli und August maximal etwa 0,23 mm/m ausmachen.
Der Höhenabstand der Kurven 1 und 2 zeigt diejeweiligeöffnungsweite der Fugen pro Längeneinheit an und schwankt nach drei Monaten zwischen 0,05 und 0,48 mm/m, was bei 10 m langen Abschnitten einer Öffnungsweite der Fugen zwischen 0,5 und 5 mm entspricht.
Im Diagramm nach Fig. 5 sind die entsprechenden Verhältnisse für extreme, praktisch kaum vorkommende Arbeitsbedingungen dargestellt. Es ist hier nämlich eine Herstellungstemperatur von 0 C angenommen. Dadurch liegt die Schwindungskurve la relativ tiefer wie in Fig. 4 und überschneidet sich mit der Dehnungskurve 2a in den Monaten Mai bis August, so dass in diesen Monaten an den Tagen der höchsten Temperatur negative Öffnungsweiten b der Schwindrisse eintreten. Die dabei auftretenden Druckspannungen im Fahrbahnbeton müssen auf einen unschädlichen Wert beschränkt bleiben.
Beträgt, wie im gezeigten Fall, die grösste negative Schwindrissbreite b etwa 0,03 mm/m, so entspricht dies einer Druckspannung im Beton, die ein Zusammendrücken des Betons im 0, 03 mm/m zur Folge hat.
Die Elastizitätsziffer des Betons ist abhängig vom Druck, und auch vom Alter des Betons. Sie wird
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Fahrbahnplatten zur Folge haben. In Kurvenstrecken könnten Druckspannungen jedoch zu einem seitli- chen Abwandern der Fahrbahnplatten führen und sind daher durch geeignete Wahl der Herstellungsjahres- zeit nach Möglichkeit zu vermeiden.
Es ergibt sich daraus auch die Überlegung, dass es aus dem gleichen Grunde unzweckmässig ist, an der
Oberfläche Fugen F einzuschneiden, weil diese den Querschnitt an der Schwindrissstelle in unnötiger
Weise verringern.
Natürlich können aber solche Fugen F, wenn sie rechnungsmässig nicht schädlich sind, durch Ein- rütteln oder Einsägen ebenfalls aus optischen Gründen angebracht werden.
Es genügt aber durchaus und ist als zweckmässiger anzusehen, wenn die Schwindrisse nur durch die
Anbringung der Leisten L in gewissen Abständen erzwungen werden und an der Oberfläche im Bereiche des zu erwartenden oder schon aüfgetretenen Risses ein streifenförmiger Auftrag eines Fugenfüllmittels mit dem Pinsel oder Spritzgerät angebracht wird.
Wenn es die besonderen Verhältnisse nicht gestatten, ganz ohne Raumfugen auszukommen, kann man solche natürlich in den erforderlichen Abständen, die über 100 m jedenfalls aber über 50 m liegen, ebenfalls anbringen.
Grundsätzlich ist als Vorarbeit für das Verfahren nach der Erfindung immer festzustellen, welche höchste Wärmedehnung in den Sommermonaten zu erwarten ist, woraus sich ergibt, welches mindeste
Schwindmass des Betons erforderlich ist. Nach diesem Schwindmass ist dann die Zementqualität, die Mischung der Zuschlagstoffe und die Anmachwassermenge zu wählen, um der erfindungsgemässen Bedingung entsprechen zu können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Betonfahrbahndecken, insbesondere für Autobahnen und Rollbahnen für Flugplätze, wobei zur Erzielung von Schwindrissen in erwünschten Abständen Leisten (L) angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungstemperatur(TH), diederum die Abbindewärme erhöhten Temperatur der Ausgangsstoffe entspricht, so gewählt wird, dass die bei der zu erwartenden Höchsttemperatur (T max) durch den Temperaturanstieg (T max-TH) pro Längeneinheit eintretende Längendehnung (AT) annähernd gleich oder kleiner ist als die (entsprechend der für die Betonierung gewählten Qualität des Zementes, der Zuschlagstoffe und des Wasserzementfaktors) in jedem beliebigen Zeitpunkt nach Abbinden des Betons zu erwartende Längenminderung (AS) durch Schwindung.