Sebastian Peter Oster

• Auf Grundlage von in erster Linie experimentellen Untersuchungen wurden im Rahmen der Arbeit Keilzinkenverbindungen zum Fügen dünner Bauteile aus mikrobewehrtem Hochleistungsbeton erforscht. Als Klebstoff kam hierbei ein rein zementgebundener Hochleistungsmörtel zum Einsatz. Die Entwicklung von Hochleistungsbetonen und neuartigen Bewehrungsformen, wie Glas- oder Kohlefasergelegen, ermöglicht die Realisierung von sehr filigranen Konstruktionen. Aus verschiedenen Gründen, beschränkt sich die Anwendung fast ausschließlich auf werksmäßig hergestellte Fertigteile. Um daraus größere Strukturen realisieren zu können, sind geeignete Fügetechniken erforderlich. Einen vielversprechenden Ansatz stellen hier Klebverbindungen dar. Das Kleben als flächige Fügetechnik zeichnet sich durch eine kontinuierliche Kraftübertragung und gleichmäßige Materialauslastung aus. Der große Vorteil von Zement-Klebstoffen im Vergleich zu Reaktionsharzklebstoffen ist, dass sie weitestgehend unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen sind. Neben zwei Hochleistungsmörteln, welche auf einer von Mühlbauer 2012 entwickelten Rezeptur basieren, wurde ein kommerzieller Hochleistungsmörtel eingesetzt. In einem ersten Schritt wurden verschiedene Voruntersuchungen durchgeführt. Im Mittelpunkt standen dabei Tastversuche mit unterschiedlichen Fugenvarianten. Das Versuchsprogramm sah verschiedene Fugengeometrien und Beanspruchungsarten vor. Neben Mikrobewehrung kam hierbei auch Stabstahlbewehrung zum Einsatz. Als besonders vorteilhaft hat sich die Keilgeometrie oder Keilzinkenverbindung, wie aus dem Holzbau bekannt, herauskristallisiert. Neben einer hohen Traglast weist diese weitere positive Eigenschaften auf, wie z.B. ein duktiles Tragverhalten. Auf Grundlage von Kleinteilversuchen wurden in einem nächsten Schritt Bruchkriterien entwickelt, die die Festigkeit der Klebfuge sowohl für eine kombinierte Schub- Druck- als auch für eine Schub-Zugbeanspruchung beschreiben. In einer umfangreichen Versuchsserie wurde schließlich das Tragverhalten von Keilzinkenverbindungen detailliert untersucht. Neben Zugversuchen wurden dabei auch Drei- und Vierpunktbiegeversuche durchgeführt. Das Versagen lässt sich vereinfachend in ein Fugenversagen und ein Bewehrungsversagen unterteilen. Ziel einer fachgerechten Konstruktion und Ausführung von Keilzinkenverbindungen muss ein Bewehrungsversagen und damit ein duktiles Tragverhalten sein. Einflussfaktoren auf das Tragverhalten sind der Flankenneigungswinkel, die Zahnlänge, der Bewehrungsgrad des Bauteils sowie die Art der Klebflächenvorbereitung und der verwendete Klebstoff. Basierend auf den gewonnen Erkenntnissen wurde in einem letzten Schritt ein praxisgerechtes Bemessungskonzept für zugbeanspruchte, biegebeanspruchte sowie biege-querkraftbeanspruchte Keilzinkenverbindungen entwickelt.