Stein-Betonmörtel-Interaktion bei vermörtelten Steinstützkörpern aus Naturstein

Stütz- und Schutzkonstruktionen aus Naturstein zählen zu Standardbauwerken im Straßen- und Eisenbahnbau sowie im angrenzenden Ingenieurbau. Dabei wird zwischen unvermörtelten und vermörtelten Steinkonstruktionen unterschieden, wobei bei Letzteren die Fugenausbildung mittels Betonmörtel erfolgt. Diese Ausbildung der Fuge dient zur Verbesserung der Kraftübertragung zwischen den einzelnen Steinen, führt zu einer Reduzierung von Bauwerksverformungen und bringt gegenüber unvermörtelten Konstruktionen insgesamt eine Erhöhung der inneren Standsicherheit mit sich. Durch die Interaktion zwischen Stein und Betonmörtel können Schubkräfte übertragen bzw. aufgenommen werden, die insbesondere einem auftretenden Erddruck entgegenwirken: die Scherparameter Kohäsion (Haftfestigkeit) und Reibungswinkel bauen einen Widerstand gegen mögliche Schubbeanspruchung auf und spielen eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Tragfähigkeit derartiger Bauwerke. In dieser Studie wird versucht, mittels experimenteller Laborversuche eine quantitative Abschätzung von Werten für Haftfestigkeit und Reibungswinkel abzuleiten. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften von üblicherweise verwendeten Betonmörteln erfasst werden. Übergeordnetes Ziel ist es, Rückschlüsse auf die innere Stabilität derartiger Steinstützkörper zu ziehen und so Grundlagen für die Bemessung von Steinstützkörpern darzulegen.

Rock-mortar-interaction in mortared natural stone structures
Support and protection structures made of natural stones are now among the standard applications in road and railroad construction and related civil engineering works. A distinction is made between non-mortared and mortared constructions, with the latter using concrete mortar to form the joints crease in inner stability of the structures. Concrete mortar improves the adhesive bond between the individual rocks reducing the tendency of deformations. Shear parameters (adhesion between stone and mortar as well as the friction angle) build up resistance to possible shear stresses from occurring earth pressure and play an essential role with regard to the load-bearing capacity of such structures. In this study, attempts are made to experimentally deduce characteristic values for adhesion strength and friction angle by means of laboratory tests. In addition, the properties of the concrete mortar itself have to be recorded. The final goal is to draw conclusions about the inner stability of supportive stone constructions.