Materialverhalten von ultrahochfesten Betonen (UHPC): Fid-Bau Portal

Materialverhalten von ultrahochfesten Betonen (UHPC)

Schneider, U. / Horvath, J. / König, G. / Dehn, F.

Durch Einsatz von Feinstpartikeln, Faserbestandteilen und Druckbeaufschlagung während des Erstarrens kann man heute Ultrahochleistungsbetone (UHPC = Ultra High Performance Concrete) herstellen, die Druckfestigkeiten bis zu 800 N/mm² erreichen. An der Universität Leipzig und der TU Wien wurden Untersuchungen durchgeführt, die sich mit den wesentlichen betontechnologischen, verfahrenstechnischen und konstruktiven Voraussetzungen für Herstellung und Einsatz dieser UHPC befassen und Parameter für die anwendungsbezogen richtige Rezeptur eruieren. Dabei werden die wichtigsten Materialien und ihre spezifischen Anforderungen herausgearbeitet: Wasser, Verflüssiger, Quarzmehl und Quarzsand, Zement, Mikrosilica und Stahlfasern. Auch die Verarbeitung der Komponenten und die Nachbehandlung des Betons während der Hydratation ist für die erzielbaren Festigkeiten von Bedeutung: So gilt es, den Lufteintrag zu minimieren und den Beton einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Letzteres kann trocken oder feucht sowie mit und ohne Druck erfolgen. Die beschriebenen Untersuchungen zeigten, dass Druckfestigkeiten von 200 N/mm² und mehr erzielbar sind. Gleichzeitig erhöht sich auch die Biegezugfestigkeit. Stahlfasern können das aufgrund der hohen gespeicherten Energie bei Erreichen der Bruchlast schlagartig spröde Versagen verhindern. Eine Tabelle zeigt die Ergebnisse verschiedener UHPC-Mischungen. Wichtig sind die Ergebnisse der Branduntersuchungen. Die sonst übliche Beimengung von Polypropylen-Spleißfasern zur Vermeidung von Abplatzungen ist hier kontraproduktiv. Der doch entstehende Dampfdruck kann durch das Mikrogefüge nicht entweichen und erhöht den inneren Druck. Einsatzbereiche für UHPC finden sich in den verschiedensten Verbundkonstruktionen wie Verbundstützen, Vergussmörteln, Beschichtungen, Krafteinleitungsbereichen sowie bei Instandsetzungsaufgaben..