Analyse der Durchflussraten in gerissenem Stahlbeton

Risse im Stahlbetonbau sind Teil des Konstruktionsprinzips und akzeptabel, solange deren Rissbreiten bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Laut Eurocode 2, Teil 3 (bzw. auch DAfStb WU-Richtlinie) darf die autogene Selbstheilung von Trennrissen bei einer rechnerischen Rissbreite ≤ 0,20 mm unter bestimmten hydraulischen Bedingungen berücksichtigt werden. Praktische Erfahrungen zeigen jedoch, dass Selbstheilung trotz Einhaltung dieser Rissbreite nicht immer zuverlässig auftritt. Diese Studie untersucht die Durchflussraten von zentrisch gerissenem und wasserdurchströmtem Beton nach der Methode von Edvardsen. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse wird ein analytischer Ansatz nach Hagen-Poiseuille zur Abschätzung der Durchflussrate unmittelbar nach der Wasserbeaufschlagung entwickelt, der insbesondere für die Dichtigkeitsklasse TC0 relevant ist. Diese Durchflussrate dient auch als Indikator zur Bewertung der Effizienz der autogenen Selbstheilung bei Bauwerken der Dichtigkeitsklasse TC1. Die Anfangsdurchflussrate Q₀ durch gerissenen Beton wird hauptsächlich durch die Rissbreitenverteilung, den Wasserdruck, die Rauigkeit der Rissflanken und die Tortuosität des Rissverlaufs beeinflusst. Eine zuverlässige Abschätzung des Durchflusses erfordert daher die Einführung eines Korrekturfaktors ξ, der aufgrund der hohen Streuung der experimentellen Daten mit 0,52 vorgeschlagen wird.