Technisch korrekte Dehnungsfuge im Beton

Stahlbeton ist ein festes und hartes Material. Er besitzt jedoch aufgrund seiner geringen Plastizität eine geringe Widerstandsfähigkeit gegen Verformungen. Deshalb besteht ein hohes Risiko der Zerstörung bei Stößen und Biegeverformungen. Diese Situation entsteht dadurch, dass beim Aushärten der Betonmischung ein Schwindprozess stattfindet. Dieser verläuft äußerst ungleichmäßig. Die oberen Betonschichten schwinden schneller als die tieferen. Dadurch entsteht unvermeidlich eine Spannung in der oberen Schicht der monolithischen Konstruktion. Das Anheben der Ränder geht mit einem tiefliegenden Zusammenziehen einher, was zu Rissbildung oder vollständiger Zerstörung des fertigen Steins führen kann. Eine der Methoden zur Bekämpfung dieses unangenehmen Phänomens ist die Dehnungsfuge im Beton. Sie erhöht dessen Festigkeit und verringert die Gefahr einer vorzeitigen Zerstörung. Temperatur-Schwindfugen und Setzungsfugen sind ihrem Wesen nach Schnitte in der Betonmasse. Sie befinden sich in einem berechneten Abstand. Die Berechnung erfolgt je nach Zweck und Art der Konstruktion oder des Bauwerks. Sie dienen der wirksamen Reduzierung von Spannungen. Diese entstehen im Prozess der Aushärtung der Betonmischung. Sie werden angelegt, um ein derart gefährliches Phänomen wie chaotische Rissbildung zu verhindern. Konstruktion, Ausführungsregeln und Parameter von Temperatur-Schwindfugen bei monolithischen Stahlbetonelementen und -konstruktionen unterliegen strengen baurechtlichen Vorschriften und technischen Normen. Ihre Einhaltung erhöht die Festigkeitseigenschaften von Gebäuden und Bauwerken aus Materialien dieser Kategorie. Selbständige Rissbildung während der Aushärtungsphase des Betonsteins kann letztlich zu dessen vollständiger Zerstörung führen. Temperatur-Schwindfugen ermöglichen es in diesem Fall, dass die aushärtende Mischung entlang der Fuge selbst reißt.

Es gibt zwei Arten von Temperatur-Schwindfugen in monolithischen Betonkonstruktionen:

• temporäre;
• permanente. Eine temporäre Temperatur-Schwindfuge ist obligatorisch, wenn es um die Errichtung tragender Stahlbetonkonstruktionen geht. In diesem Fall ist eine Rissbildung des Betonsteins auch in geringem Maße unzulässig. Solche Fugen sind bei großen monolithischen Bauwerken notwendig. Je nach Betonsorte und technologischer Rezeptur kann der Schwindwert bei einer Konstruktionslänge von 30 m bis zu 1,5 cm betragen. Bei erheblichen Schwindlasten kann der Beton beschädigt werden und reißen. Die Qualität der tragenden Konstruktion würde dadurch erheblich sinken. Die Anlage von Dehnungsfugen im Beton hilft, dieses Problem zu vermeiden. Ausreichend lange, schwere und massive Konstruktionen betoniert man besser abschnittsweise. In der Länge können sie 4,5 bis 9 m betragen. Zwischen ihnen werden gerade temporäre Temperatur-Schwindfugen angelegt. Anschließend muss gewartet werden, bis der Schwindprozess des Betonmonolithen abgeschlossen ist. Danach erfolgt ein fachgerechtes Nachbetonieren an den Stellen, an denen die Fugen verlaufen. Dies führt zu deren wirksamer und fachgerechter Beseitigung. Je nach Klima und Rezeptur der Betonmischung kann dieser Prozess im Durchschnitt 4 bis 6 Tage dauern. Im Gebäude werden zudem permanente Temperatur-Schwindfugen angelegt. Sie helfen, die Ausdehnung und Zusammenziehung des Betonsteins bei Temperaturschwankungen zu kompensieren. Besonders gefragt sind sie bei Betonböden in Industrie- und Lagerräumen. Dort treten dynamische Einwirkungen, Verformungen und Temperatursprünge häufiger und ausgeprägter auf. Ein Betonboden mit Temperatur-Schwindfugen wirkt äußerlich wie eine monolithische Konstruktion, die in mehrere gleiche Abschnitte unterteilt wurde.

Die fachgerechte Anlage erfolgt auf mehrere Arten:

• während des Betoniervorgangs. Es werden spezielle Profile und andere Einbauteile montiert;
• Schneiden von Dehnungsfugen im Beton. Beim Trockenschnitt nach dem Trocknen des Estrichs oder vollständiger Aushärtung der Betonmischung. Er sollte möglichst früh erfolgen, um saubere, gerade Fugen zu erhalten. Erfolgen die Arbeiten am feuchten Gemisch, nachdem 4 Stunden bis 1 Tag vergangen sind, kann es schwieriger sein, gleichmäßige Vertiefungen zu erzielen. Die Betonmasse hat dann nur eine teilweise Aushärtung durchlaufen. Temperatur-Schwindfugen sollten fachgerecht mindestens ein Drittel der Dicke des Betonelements tief eingeschnitten werden. Das ist notwendig, um Schwachstellen in der Betonmasse anzulegen. Dann lässt sich der unvermeidliche Rissbildungsprozess vollständig steuern, was ein gerichtetes Reißen gewährleistet.

Der Abstand zwischen permanenten Temperatur-Schwindfugen kann ebenfalls einen chaotischen Rissbildungsprozess auslösen. Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem größtmöglichen Abstand zwischen benachbarten Temperatur-Schwindfugen: maximale Dicke der Konstruktion (Betonboden usw.) × 30: 80 mm × 30 = höchstens 2,4 m. Nicht immer ist die Anlage von Temperatur-Schwindfugen im Beton kritisch wichtig. Beträgt die Fläche des Betonbodens bis zu 20 m² und liegt das Verhältnis von Breite zu Länge bei bis zu 1,5, hat die Anlage solcher Fugen keinen Sinn. Jede Temperatur-Schwindfuge sollte eine Breite von 3 bis 5 mm haben. Abweichungen in beide Richtungen sind unzulässig. Ebenfalls nicht zu vergessen ist die Verfüllung der Dehnungsfugen im Beton. Das ist eine äußerst wichtige Nuance. Sie darf nicht außer Acht gelassen werden. Es gibt eine ganze Reihe von Anforderungen, die die Berechnung der Größe der zu schneidenden Felder beeinflussen und unbedingt einzuhalten sind: die Größe des zu schneidenden Betonfeldes ist auf einen Höchstwert von 36 m² begrenzt; alle Fugen sollten mit gleichem Abstand geschnitten werden; es ist besser, solche Elemente im rechten Winkel zu schneiden; die ideale Form ist ein Quadrat. Ist das nicht möglich, sollte das Verhältnis von Breite zu Länge 1,5 nicht überschreiten; bei einem Raum mit erheblicher Fläche werden die Dehnungsfugen mit den Achsen der Stützen zusammengelegt; müssen sich Dehnungsfugen kreuzen, sollte die Kreuzung als Kreuz ausgeführt werden, nicht T-förmig, da dies garantiert eine chaotische Rissbildung auslöst; befinden sich im Raum Stützen, hat die Fugenkreuzung ihre Besonderheiten. Es sollte ein kleines quadratisches Feld entstehen. Dieses sollte um 45° zu den Stützenachsen gedreht sein.

Temperatur-Schwindfugen im Beton müssen vor eindringendem Schmutz und Abfall, Feuchtigkeit und aggressiven Stoffen geschützt werden. Deshalb ist es wichtig zu wissen, wie man eine Dehnungsfuge im Beton verfüllt. Am einfachsten geht das mit speziellen Dichtstoffen. Andernfalls wird die Zerstörung des Betonsteins zur traurigen Realität. Betrachtet man den Aufbau der Temperatur-Schwindfuge, so setzt sie sich aus mehreren Schichten zusammen:

• nach dem Sägeschnitt und der gründlichen Reinigung wird ein elastischer Fugenfüller eingelegt. Dieser zieht sich mit dem Betonstein zusammen und dehnt sich aus und füllt entstehende Hohlräume wirksam auf;
• danach folgt eine Schicht aus hochwertigem Dichtstoff. Vor dem Auftragen wird die Oberfläche gründlich gereinigt und von Staub befreit. Nur so lässt sich eine maximale Haftung erzielen. Der Dichtstoff löst sich dann nicht ab und fällt nicht im ungünstigsten Moment aus der Fuge;
• zusätzliche Elemente und Materialien nach Bedarf.

Für eine korrekte Anlage von Dehnungsfugen müssen einige unangenehme Fehler vermieden werden: Schneiden der Fugen in einem spitzen Winkel; Anlage von dreieckigen Feldern; zu frühes Schneiden der Fugen. Das ist gefährlich, da dabei Zuschlagkörner ausbrechen, statt fachgerecht geschnitten zu werden. Der Schnitt sollte frühestens 12 Stunden nach dem Betonieren der Konstruktion erfolgen.

Dehnungsfuge — ein kontrollierter Schnitt in einer Betonkonstruktion, der Schwind- und Temperaturspannungen kompensiert. Temperatur-Schwindfuge — eine Art Dehnungsfuge, die Spannungen aus Betonschwindung und Temperaturschwankungen verringert. Setzungsfuge — eine Fuge, die eine ungleichmäßige Setzung des Untergrunds unter der Konstruktion kompensiert. Betonschwindung — die Volumenverringerung des Betons beim Aushärten, die zwischen oberen und tieferen Schichten ungleichmäßig verläuft. Betonfeld — ein durch Dehnungsfugen begrenzter Abschnitt des Betonbodens oder -belags. Elastischer Fugenfüller — ein Material, das in die Fuge eingelegt wird, um deren Ausdehnung und Zusammenziehung zu kompensieren. Dichtstoff — eine Masse zum abschließenden Schutz der Fuge vor Feuchtigkeit, Schmutz und aggressiven Stoffen.