Vorgespannte Bodenplatten auf Luftlagerung

Abstract

Bodenplatten kommen in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz, wie z.B.: als Industriefußböden, im Verkehrswegebau, beim Bau von Flughafenrollfeldern, als Flachgründungen oder als Dichtebenen in Anlagen zum Lagern wassergefährdender Stoffe. Zu den Zwang erzeugenden Einwirkungen in Bodenplatten gehören vor allem abfließende Hydratationswärme, Schwinden sowie Temperaturschwankungen in Kombination mit verformungsbehinderten Randbedingungen. Zwangsspannungen aufgrund von abfließender Hydratationswärme sind maßgeblich bei der Berechnung der Frührissbildung.<br />Das Institut für Tragkonstruktionen der Technischen Universität Wien, Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau entwickelte eine neue Technik für die Herstellung großer Betonbodenplatten auf einer reibungsfreien Luftlagerung. Die Luftlagerung wurde von der TU Wien zum Patent angemeldet.<br />Die vorliegende Arbeit ist die Fortsetzung der Diplomarbeit "Großversuche an Betonbodenplatten mit unterschiedlichen Lagerungsbedingungen" von Dipl.-Ing. Manfred Weber.<br />Die Durchführbarkeit und baupraktische Umsetzbarkeit der neuen Methode wurde in einer Großversuchsreihe mit Plattenstreifen mit den Abmessungen: Länge 60 m, Breite 1.0 m, Höhe 0.3 m untersucht. Die Luftlagerung wird durch das Auflegen einer luftdichten Folie, einem Geotextil und einer zweiten Folie direkt auf die Sauberkeitsschicht oder den Unterbau hergestellt. Im nächsten Schritt werden die Folien an den Rändern luftdicht miteinander verbunden. Nach dem Betonieren der Bodenplatte, direkt auf die oberste Folie, wird Luft in den Zwischenraum der beiden Folien gepresst. Es entsteht ein leichter Überdruck, der das Eigengewicht der Bodenplatte kompensiert. Verkürzungen der Bodenplatte aufgrund von abfließender Hydratationswärme, Frühschwinden und Vorspannung können ohne die Entstehung von Reibungskräften zwischen der Bodenplatte und dem Untergrund erfolgen, weil die Kompensation des Betoneigengewichts mittels des aufgebrachten Luftdrucks sichergestellt wird.<br />

Slabs on ground are used in different areas, e.g. for industrial floors, traffic areas (airfield, roads), for foundation of buildings and thight barriers. Restraining forces in slabs on ground result from the cooling down after hydration, shrinkage and temperature influences in combination with deformation impediment. Restraining forces from cooling down after hydration are often the decisive load case (early age cracks).<br />A new method for building large concrete slabs on ground on a frictionless support was developed at Vienna University of Technology, Institute of Structural Engineering. An Austrian patent for this method was granted and an international patend application has been filed.<br />This thesis is the continuation of the Master Thesis "Large field tests on concrete slabs on ground with different support conditions" from Dipl.-Ing. Manfred Weber.<br />The feasibility of the new method has been demonstrated in large field tests on concrete slab strips with a length of 60m, a width of 1.0m and a thickness of 0.3m. The frictionless support is obtained by first placing an air-tight membrane, then a geotextile and at last a second air-tight membrane on the ground where the concrete slab is to be built.<br />In the next step the membranes are seald at the boundary. After casting the slab on top of the second membrane, low air pressure is applied in the clearance between the two membranes. This clearance is created by the geotextile. Shortening of the slab due to the loss of hydration heat, early shrinkage and post-tensioning is possible without causing friction forces between slab and subsoil because the self-weight of the slab is balanced by the applied air pressure.