In der Annahme, dass sie nicht erforderlich sind oder die strukturelle Integrität beeinträchtigen, bauen viele Betonbauunternehmen keine Bewegungsfugen in Wohnplatten ein. Wenn Sie auf Fugen verzichten, um nicht für Risse verantwortlich gemacht zu werden, sollten Sie aufpassen.
Erstens verlangt das American Concrete Institute (ACI) Residential Code Requirements for Structural Concrete (ACI 332-14) Kontraktionsfugen und bietet eine Tabelle zur Bestimmung der Fugenabstände für einfachen und bewehrten Beton mit bis zu 0,5 % Bewehrung (hier als Tabelle 1 wiedergegeben). Die meisten Wohnplatten enthalten eine Bewehrung von weniger als 0,1 %. (Ein Beispiel: 0,1 % Bewehrung in einer 4 Zoll dicken Platte sind 3 Stäbe in beiden Richtungen bei 24 Zoll.)
Zweitens werden Kontraktionsfugen in vorgespannten Platten selten verwendet, obwohl das Post-Tensioning Institute festgestellt hat, dass weder zufällige Risse, die häufig vorkommen, noch Kontraktionsfugen (auch Kontrollfugen genannt) die strukturelle Leistung beeinträchtigen. Das Institut schreibt keine Kontraktionsfugen vor, weist aber darauf hin, dass „Kontrollfugen, die durch Werkzeuge, Sägeschnitte oder mechanische Vorrichtungen geschwächte Ebenen sind, dazu verwendet werden können, Risse zwischen Zwang und Verkürzung anzuziehen und zu verbergen“. Ihre Lage, die der Konstrukteur festlegen sollte, sollte Bereiche mit hohem Biegemoment und Scherung vermeiden.
Schließlich können Kontraktionsfugen auch dann erforderlich sein, wenn sie in den Bauplänen nicht eingezeichnet sind. Höchstwahrscheinlich enthält der Vertrag einen Passus, der besagt, dass die einschlägigen Vorschriften einzuhalten sind. Das bedeutet, dass der Auftragnehmer ein Auskunftsersuchen stellen muss, das den Planer darauf hinweist, dass Fugen erforderlich sind. Dies wird dazu beitragen, die Schuld für zufällige Risse abzuwehren und sich vor möglichen Rechtsstreitigkeiten im Bauwesen zu schützen.
Fugenanordnung in nicht vorgespanntem Beton
Interferenzen durch Innenfundamente, einspringende Ecken und eingebettete Elemente machen gleichmäßig verteilte, parallele, geradlinige Fugen normalerweise unmöglich. Die Abstände variieren oft, und die Fugen können gewinkelt oder sogar gebogen sein. Das Aussehen spielt jedoch kaum eine Rolle, da die Platte mit Bodenbelägen belegt werden soll. Wichtig ist, dass die Rissbildung so gering wie möglich gehalten wird.
Die erste Überlegung gilt dem Anschluss der Platte an das Fundament.
Bei einfachem und bewehrtem Beton kann die Bodenplatte isoliert oder monolithisch mit dem Fundament verbunden sein. Wenn sie isoliert ist, kann die erste Fuge neben dem Fundament einen Abstand haben, der bis zu dem in Tabelle 1 angegebenen Abstand reicht. Wenn beispielsweise die Plattendicke 4 Zoll beträgt, kann die erste Fuge 11,5 Fuß entfernt sein, wenn Beton mit einer maximalen Korngröße von ¾ Zoll verwendet wird.
| Plattendicke (Zoll) | Maximale Gesteinskörnung weniger als 3/4 Zoll | Maximale Gesteinskörnung 3/4 Zoll und größer |
| 3,5 | 8 Fuß | 10 Fuß |
| 4.5 | 10 Fuß | 13 Fuß |
| 5.5 | 12 Fuß | 15 Fuß |
Wenn die Platte monolithisch mit dem Umfangsfundament gegossen wird, sind mehr Kontraktionsfugen erforderlich. In diesem Fall verlangt der ACI Guide to Design Detailing to Mitigate Cracking, dass die erste Fuge vom Fundament aus einen Abstand von der Hälfte des in Tabelle 1 zulässigen Abstands hat.
Innenfundamente befinden sich unterhalb von tragenden Wänden. Es mag logisch erscheinen, Schwindfugen unter der Wand zu verstecken, aber eine Fuge, die sich über einem Innenfundament befindet, wird nicht aktiviert, d. h. ein Riss wird sich nicht über die gesamte Tiefe der Platte entwickeln und sich während der thermischen Kontraktion und des Trockenschwindens öffnen. Die Fuge muss so angeordnet werden, dass die Platte nicht über dem Fundament liegt. Der Fugenabstand ist derselbe wie bei einer monolithisch gegossenen Platte mit umlaufendem Fundament, gemessen von der Außenkante des Fundaments.
Eingebettete Elemente in der Platte, wie z. B. Ankerbolzen und Sanitärrohre, müssen von den Fugen vollständig umgangen werden, ein weiterer Grund für variable Abstände und gebogene oder abgewinkelte Fugen.
Wohnplatten haben oft zahlreiche einspringende Ecken, die oft nicht auf gegenüberliegenden Seiten der Platte liegen. Die Ecken können durch abgewinkelte oder sogar gebogene Fugen verbunden werden, um ein Innenfundament zu vermeiden, und sollten von mindestens einer Kontraktionsfuge durchschnitten werden. Das ist jedoch nicht immer möglich. Der ACI schreibt vor, dass das Seitenverhältnis von langer zu kurzer Seite für jede durch Fugen begrenzte Platte kleiner oder gleich 1,5 sein muss. Dieses Kriterium hat Vorrang vor dem Kriterium der sich kreuzenden Fugen und erfordert oft zusätzliche Fugen. Bei einigen Platten für den Wohnungsbau führt dies zu Fugen, die eng beieinander liegen.
In manchen Fällen müssen einspringende Ecken ohne Fuge bleiben. An diesen Ecken kann sich ein Riss bilden, der jedoch kurz und schmal ist.
Anordnung der Zugfugen in Spannbeton
Wohnplatten mit Spannbeton haben in der Regel ein maximales Moment innerhalb von drei Metern vom Plattenrand. Im mittleren Teil der Platte, der so genannten ruhenden Zone, treten nur geringe Momente, Scherkräfte und unterschiedliche Durchbiegungen auf. Aus diesem Grund beeinträchtigen Dehnungsfugen, die mehr als 10 Fuß von der Kante entfernt und im Wesentlichen senkrecht zu dieser angeordnet sind, die Tragfähigkeit nicht.
Die Anordnung der Dehnungsfugen muss vom verantwortlichen Ingenieur festgelegt werden.
Arten von Kontraktionsfugen
Kontraktionsfugen oder Kontrollfugen werden mit Hilfe von Fräswerkzeugen oder mechanischen Einsätzen im frischen Beton oder durch Sägeschnitt nach dem Aushärten des Betons eingebaut.
Die funktionellsten Fugen sind diejenigen, die im frischen Beton eingebaut werden. Sie bilden eine geschwächte Ebene, bevor ein Schwinden auftritt, das durch chemische Reaktionen während des Abbindens, durch Feuchtigkeitsverluste in den ersten Stunden und Tagen nach dem Einbringen und durch das Absinken der Betontemperatur ab dem Zeitpunkt der Betonerhärtung entstehen kann.
Früh einsetzende Sägeschnitte sind die nächstbesten Fugen, da sie innerhalb von Stunden nach dem Einbringen des Betons angebracht werden.
Konventionelle, nasse oder trockene Sägeschnitte mit Diamantblättern sind die am wenigsten wünschenswerten, da sie angebracht werden, nachdem der Beton genügend Festigkeit erlangt hat, um dem Ausbrechen zu widerstehen. Um eine ausreichende Festigkeit zu erreichen, lässt man den Beton manchmal über Nacht aushärten, was zu lange sein kann, bevor die Fugen eingebaut werden. Risse können sich bereits aufgrund der thermischen Kontraktion und in zweiter Linie aufgrund des Schwindens beim Trocknen gebildet haben.
Grooving ist die vorherrschende Verlegemethode für Bürgersteige, Einfahrten und Garagenplatten. Mechanische Einsätze, wie z. B. Reißverschlüsse, können bei kleinen Platten (im Wohnbereich) verwendet werden. Bei größeren Platten ist der frühzeitige Sägeschnitt vorzuziehen, da der Abstand zwischen den Platten zu groß sein kann, um sie mit Nuten oder mechanischen Einlagen zu verbinden.
Kürzlich wurde ein neues mechanisches Fugenverfahren eingeführt, das eine nicht ganz so saubere Fuge ergibt wie der frühzeitige Sägeschnitt, aber genauso effektiv ist und etwa 75 % weniger kostet. Ein gefalteter Streifen aus Kunststoffband wird mit einem Werkzeug, das manuell über die Platte geschoben wird, in den frischen Beton eingebettet. Der Vorgang erfolgt vor oder nach dem Aufschütten, wenn der Beton noch gut bearbeitbar ist und die vertikale Einbettung und die Fugentiefe kontrolliert werden können. Das Band wird etwas unterhalb der Oberfläche angebracht, so dass die Nachbearbeitung nicht behindert wird. Das endgültige Aussehen der Fuge ist nach der thermischen Kontraktion und dem Trocknungsschwinden ein relativ gerader Riss.
Kontraktionsfugentiefe
Die allgemeine Anforderung ist ein Viertel der Plattendicke oder mindestens 1 Zoll, je nachdem, was größer ist. Das Kriterium von einem Viertel der Tiefe gilt für herkömmliche Nass- oder Trockensägen mit Diamantblatt. Wenn Sägen mit frühem Eintritt verwendet werden, ist gemäß ACI 360 und 332 das Tiefenkriterium von 1 Zoll für Platten bis zu einer Dicke von 9 Zoll zulässig. Logischerweise gilt dieses Kriterium auch für gewalzte und mechanisch eingebrachte Fugen, da diese Fugen ebenfalls Frühbruchfugen sind.
Verantwortung
Betonbauunternehmen nehmen oft die Schuld für zufällige Risse auf sich. Das ändert sich, wenn in den Bauplänen Schwundfugen vorgeschrieben sind. Wenn die Pläne keine Kontraktionsfugen vorsehen, sollte der Bauunternehmer die Empfehlungen des ACI 332 befolgen und die Fugen einbauen oder den Ingenieur informieren, dass Fugen erforderlich sind.