Untersuchungen zum Langzeitverhalten von Verbundankern

Das letzte Jahrzehnt ist durch eine kontinuierliche Verschiebung der Bauindustrie weg von reiner Gewinnmaximierung und Tragfähigkeitsüberlegungen hin zu nachhaltigen und ressourcenschonenden Baukonzepten gekennzeichnet. Nachträglich installierte Befestigungsmittel stellen eine wesentliche Komponente für schnelles, effizientes modulares Bauen aber auch die Rehabilitierung bestehender Strukturen dar. Heute haben in vielen Bereichen die chemischen Verbindungsmittel die Leistungsfähigkeit der traditionelleren mechanischen Systeme erreicht oder sogar übertroffen. Aufgrund der komplexen Interaktion der eingesetzten Materialien ist die Vorhersage des Langzeitverhaltens, v.a. von chemischen Verbindungsmitteln, nach wie vor eine offene Forschungsfrage von großem aktuellen Interesse, insbesondere für die Bewertung des Langzeitverformungsverhaltens unter Dauerlast. Während heute zu diesem Zweck empirische Extrapolationsmethoden auf Basis kurzer Messreihen eingesetzt werden, machen die geforderten Vorhersagen auf mindestens 50 Jahre einen tiefergehenden Ansatz erforderlich. In diesem Beitrag werden die jüngsten Entwicklungen und laufende Untersuchungen zum Langzeitverhalten von Verbundankern vorgestellt. Diese umfassen Betrachtungen des Baugrundes Beton in Hinblick auf Zusammensetzung, visko-elastisches Verhalten und alterungs-abhängiges Bruchverhalten, wobei alle Komponenten für die Untersuchung von tertiärem Kriechen im Material Beton erforderlich sind. Analog hierzu sind Untersuchungen am Verbundmörtel erforderlich, die ebenfalls eine volle mechanische Charakterisierung und die Erfassung des sekundären und tertiären Kriechverhaltens umfassen. Wesentlich ist weiterhin die Untersuchung des Verbundverhaltens zwischen Beton und Verbundmörtel sowie des gesamten Systemverhaltens, wobei auch für letztere wieder Kurzzeitversuche und Dauerlastversuche mit und ohne Versagen erforderlich sind. Bei Vorliegen aller oben angeführten experimentellen Untersuchungen können analytische und numerische Modelle eingesetzt werden, um aus den Einzeluntersuchungen auf das zukünftige Systemverhalten zu schließen und die wesentlichen Versagensmechanismen zu isolieren. In weiterer Folge werden so Empfehlungen für die zukünftige Zulassungspraxis und möglicherweise vergleichsweise einfache Funktionsersatzprüfungen abgeleitet werden können, die die klassischen „time-to-failure“ Tests oder Dauerstandtests ergänzen werden könnten