Duktilitätssteigerung von Hochleistungsbetonen durch Zugabe eines Fasercocktails: Fid-Bau Portal

Duktilitätssteigerung von Hochleistungsbetonen durch Zugabe eines Fasercocktails

Kützing, L.

Der Einsatz von Faserwerkstoffen und deren Einfluß auf das Bruchverhalten hochfester Betone wurde untersucht. Um vergleichbare Parameter für die Verformungsfähigkeit von Beton unter Druckbeanspruchung zu erlangen, wurde eine Versuchsprogramm erstellt, das einerseits alle beeinträchtigenden äußeren Einflußgrößen konstant hält, andererseits künstliche Erhöhungen der Duktilität infolge von Umschnürungswirkungen vermeidet. Die Prüfungen wurden an einer faserfreien Referenzmischung, sowie nach Zusatz von Stahlfasern (maximal 120 kg/m³) und/oder, Polypropylenfasern (max. 5 kg/m³) durchgeführt. Der Einfluß verschiedener Fasergehalte und Fasergeometrien auf das Verformungsvermögen hochfester Prüfkörper wurde untersucht. Der alleinige Einsatz von PP-Fasern erhöht das Arbeitsvermögen geringfügig, führt aber zu einem völlig anderen Bruchverhalten. Statt eines ausgeprägten Schubbandes (herkömmlicher Hochleistungsbeton) bilden sich viele über den Umfang verteilte Längsrisse. Die Zugabe von Stahlfasern verbessern das Arbeitsvermögen merklich, der steile Abfall der Spannungsstauchungslinie nach Überschreiten der Druckfestigkeit konnte so allerdings nicht verbessert werden. Das Versagen wurde durch Ausbildung eines lokalen Schubbandes angezeigt. Eine Mischung der Stahl- und Kunststoffasern ergab die besten Ergebnisse. Die zentrische Druckbeanspruchung von Stützen aus Hochleistungsbetonen die mit PP- und Stahlfasern verstärkt wurden, ergaben eine bessere Duktilität. Während die Stützen aus herkömmlichem Hochleistungsbeton unter Ausbildung eines lokalen Schubbandes sehr plötzlich kollabierten, versagten die Stützen von zwei Serien aus 'Fasercocktail'-Beton unter einer verstärkten Mikrorißbildung, die bei einer Belastung von ca. 90 % der Maximallast einsetzte und das Versagen deutlich sichtbar ankündigte. Nach Überschreiten der Höchstlast kam es zu einem kontinuierlichen Abfall der Belastbarkeit unter steter Vergrößerung der Schädigungszonen.