Verhalten von unbewehrtem Mauerwerk unter ...

4.1 – STEINE 47
Die Biegezugfestigkeit von Kalksandsteinprismen wird von Schubert [120] mit 16% der
Druckfestigkeit angegeben, was auch den Ergebnissen der eigenen Versuche entspricht (KS-
Planelemente). Bei den Plansteinen ist aufgrund des Formfaktors f = 1,2 bei der Druckfestigkeitsumrechnung
der Verhältniswert von Biegezug- zu resultierender einaxialer Druckfestigkeit
deutlich geringer. Eine Ursache der hohen gemessenen Biegezugfestigkeiten der KS-
Planelemente ist teilweise in dem Herstellprozess zu suchen. Durch die Pressung der Ausgangsstoffe
in der Stahlschalung ist der Randbereich, d.h. die Seiten-, Stirn- und Lagerflächen,
stärker verdichtet und besitzt demzufolge auch eine höhere Druck- und Zugfestigkeit als
der Kern. Bei der Biegezugprüfung – sowohl in Scheiben- als auch in Plattenebene – ist dieser
Randbereich entscheidend für die Festigkeit, wohingegen bei zentrischen Zugprüfungen in
Scheibenebene der Kern einen größeren Anteil besitzt.
Die Abweichungen der Verhältniswerte senkrecht und parallel zu den Lagerfugen bei den KS-
Plansteinen (KS3, 4) sind auf den Einfluss der Lochung bei der Druckfestigkeitsprüfung in
Steinlängsrichtung zurückzuführen. Bestätigt durch das Bruchbild, haben im Gegensatz dazu
die Löcher bei der Biegezugprüfung in Scheibenebene aufgrund der vorgegebenen Laststellung
keinen nennenswerten Einfluss.
Scherbenzugfestigkeit
Eine weitere Möglichkeit der Bestimmung der Steinlängszugfestigkeit bei Hochlochziegeln
besteht in der Abschätzung aus der Scherbenzugfestigkeit. Dabei wird ein Scherben mit den
Abmessungen von 40 mm · 40 mm und der betreffenden Stegdicke mit Hilfe einer Prüfzange
zentrisch auf Zug geprüft (Metzemacher [82]). Über den Bezug auf den minimalen Querschnittsanteil
des Steins kann eine Längszugfestigkeit bestimmt werden. Der Einfluss der
Umleitung der Zugkräfte bei in Längsrichtung versetzten Stegen wird hierbei vereinfacht
vernachlässigt.
Aus den Lochbildern der verwendeten Hochlochziegeln (s. Tabelle 14) und den Angaben von
Meyer [85] zu den verwendeten Hochlochziegeln ergeben sich nachfolgende Festigkeitswerte.
Steine
(Wand)
HLz Typ 1
(Wand A ÷ D)
HLz Typ 2
(Wand E, F)
Minimaler Querschnittsflächenanteil
[-]
Scherbenzugfestigkeit
nach Meyer [85]
fS,t [N/mm²] (Wertebereich)
60 / 175 = 0,34 2,5
(1,5 ÷ 2,5)
54 / 175 = 0,31 3,5
(2,0 ÷ 5,0)
Tabelle 17: Scherbenzugfestigkeit und zugehörige rechnerische Steinlängszugfestigkeit
zugehörige rechnerische
Steinlängszugfestigkeit
fbt,|| [N/mm²]
0,86
Für die Steine des Typs 1 passen die Werte der Abschätzung über die Scherbenzugfestigkeit
und die gemessenen Biegezugfestigkeiten (Tabelle 16) mit einer relativen Abweichung von
16% gut überein.
Im Gegensatz dazu fallen beim Vergleich der Werte für den Steintyp 2 die Unterschiede
deutlich größer aus. Die aus der Scherbenzugfestigkeit ermittelte Steinlängszugfestigkeit
beträgt mit 1,08 N/mm² das 2,8-fache der mittleren Biegezugfestigkeit von 0,38 N/mm². Als
Ursache kommen im Wesentlichen die aus dem Schleifen der Plansteine herrührenden Risse,
die vornehmlich in der Nähe der Lagerfläche zu finden sind, in Frage. Für die Festlegung
einer zentrischen Steinlängszugfestigkeit in größerem Abstand vom oberen und unteren Stein-
1,08