[Zurück]

A. Trinko:
"Experimentelle Untersuchung zur Bestimmung der Tragfähigkeitserhöhung von Mauerwerk durch Mörtelfugen mit Textilglasgitterverstärkung";
Betreuer/in(nen): Ch. Schranz, A. Pech; Institut für Hochbau und Technologie, 2019; Abschlussprüfung: 18.01.2019.

Es bedarf stets neuer Entwicklungen und Forschungen, die möglicherweise ungeahnte Erkenntnisse zu Tage bringen, um mit der Vielzahl der unterschiedlichen und teilweise hochentwickelten Bauweisen mithalten zu können. Speziell bei steigender Geschoßzahl im Hochbau kommt den statischen Kennwerten eine große Bedeutung zu.
Einer der wichtigsten Werkstoffkennwerte im Bereich des Hochbaus ist aus konstruktiver Sicht die vertikale Wanddruckfestigkeit. Beim Werkstoff Mauerwerk setzt sich diese aus der Steindruckfestigkeit und der Mörteldruckfestigkeit zusammen. Wesentlich für das Druckversagen von Mauerwerkswänden ist dabei vor allem das Zusammenwirken der Komponenten Mauerstein und Mauermörtel. Bei Betrachtung des Verformungsverhaltens der beiden Komponenten zeigt sich, dass unterschiedliche Querdehnungen in der Kontaktfläche zwischen Mauerstein und Mauermörtel den entscheidenden Ausschlag geben. In weiterer Folge entstehen seitliche Abplatzungen an den Mauersteinen, die zum Gesamtversagen des Mauerwerks führen. Ursache dafür sind entstehende Zugspannungen in den Mauersteinen. Besonders wärmedämmende Mörtel weisen ein erhöhtes Querdehnungsverhalten auf, welches die charakteristische Wanddruckfestigkeit senkt. Diese Arbeit strebt danach, eine Verbesserungsmethode zu finden, die den auftretenden Querdehnungen in der Mörtelfuge entgegenwirkt und damit den Widerstand von Mauerwerkswänden erhöht. Die Vision liegt in der Optimierung der Lagerfugen, wobei eingebaute Bewehrungsschichten in Form von Textilglasgitter die Zugspannungen aufnehmen und dadurch die seitlichen Abplatzungen verhindern.
Zur Feststellung eines Inkrafttretens dieser Wirkung und zur Auswahl des Bewehrungsmaterials kommen im Vorfeld drei Serien an Tastversuchen zur Anwendung. Im experimentellen Hauptprogramm werden Mauerwerkspfeiler mit acht Steinscharen übereinander hergestellt, die unterschiedliche Bewehrungsgrade aufweisen. Zur Ausführung kommen gänzlich unbewehrte Pfeiler sowie Prüfkörper mit einer bewehrten Lagerfuge in der Mitte, drei bewehrten Lagerfugen (jede zweite Mörtelschicht) und sieben bewehrten Lagerfugen (vollständig bewehrt). Jede Art wird in dreifacher Ausführung hergestellt, um eine repräsentative Mittelwertbildung zu ermöglichen. Von diesem Versuchsprogramm erfolgen zwei Serien, wobei die Pfeiler der ersten Serie aus Mauersteinen aus Vollmauerziegel bestehen und die Pfeiler der zweiten Serie aus Mauersteinen aus Porenbeton. Zur Untersuchung gelangen abschließend Prüfkörper mit unterschiedlichem Mörtelalter, um die Auswirkungen der Mörteldruckfestigkeiten festzustellen.
Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen zeigen, dass sich die Tragfähigkeit der Pfeiler - unabhängig vom Material der Mauersteine - mit zunehmendem Bewehrungsgrad der Lagerfugen steigert. Vor allem aus dem Verhältnis der Höhe zwischen den Bewehrungslagen und der Wanddicke lässt sich herleiten, dass sich ein höherer Bewehrungsgrad positiv auf die Tragfähigkeit des Mauerwerks auswirkt. Auf dieser Grundlage wird eine Empfehlung für mögliche Festigkeitssteigerungen erarbeitet, bei der alle Versuchsergebnisse auf der sicheren Seite liegen.

New research and development are required all the time, which may bring unsuspected findings to light in order to keep up with the multitude of different and sometimes highly developed construction methods. Especially with an increasing number of storeys in building construction, the strength parameters are of great importance.
One of the most important material characteristics in the field of building construction from a constructive point of view is the vertical masonry compressive strength. In the case of masonry as a material, this is made up of the brick compressive strength and the mortar compressive strength. The interaction of the components brick and mortar is essential for the pressure failure of masonry. When considering the deformation behaviour of the two components, it can be seen that different transverse strains in the contact surface between the brick and the mortar are decisive. Subsequently, lateral spalling occurs on the bricks which leads to the overall failure of the masonry. This is caused by tensile stresses in the bricks. Particularly heat-insulating mortars exhibit increased transverse expansion behaviour which reduces the characteristic masonry compressive strength. The aim of this work is to counteract the transverse expansions that occur in the mortar joint and, thus, increase the resistance of masonry walls. The vision lies in the optimization of the bearing joints, whereby built-in reinforcement layers in the form of textile glass meshes absorb the tensile stresses and thus prevent lateral spalling.
Three series of tests are carried out beforehand. In the main experimental procedure, brickwork piers are constructed with eight stone layers on top of each other, which have different degrees of reinforcement. The construction consists of completely unreinforced piers as well as test specimens with a reinforced horizontal joint in the middle, three reinforced horizontal joints (every second mortar layer) and seven reinforced horizontal joints (completely reinforced). Each species is produced three times to allow representative averaging. Two series of this test program are carried out, the first series of piers with solid bricks and the second series of piers with cellular concrete bricks. Finally, test specimens with different mortar ages are tested to determine the effects of the mortar compressive strength.
The results of the experimental tests show that the load carrying capacity of the piers - independent of the material of the bricks - increases with the degree of reinforcement of the bearing joints. In particular, the relationship between the height of the reinforcement layers and the wall thickness indicates that a higher degree of reinforcement has a positive effect on the load carrying capacity of the masonry. On this basis, a recommendation for possible increases in strength is produced in which all test results are on the safe side.

Mauerwerk, Ziegel, Textilglasgitterverstärkung, Tragfähigkeitserhöhung

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_278449.pdf