Risse holographisch analysieren. Elektronische Speckle-Interferometrie erfasst bruchmechanische Eigenschaften von jungem Beton: Fid-Bau Portal

Risse holographisch analysieren. Elektronische Speckle-Interferometrie erfasst bruchmechanische Eigenschaften von jungem Beton

Hariri, K.

Abstract

Beton ist ein inhomogener Baustoff. Sein Zugtragverhalten ist quasi-spröde. Bei zentrischer Zugbeanspruchung eines Betonprismas im Verformungskontrollierten Versuch wird nach dem Erreichen der Maximalspannung eine allmähliche Entfestigung beobachtet. Der Betonzugbruch entwickelt sich nicht als diskreter Einzelriss sondern in einer Rissprozesszone (RPZ). Diese ist als ein von Mikrorissen durchsetztes Betonvolumen zu verstehen. Die RPZ wird als das Betonvolumen angesehen, in dem Mikrorissbildung und -schließung sowie Energiedissipation erfolgen. Anders als bei Stahl findet das 'Plastizieren' des Betons deshalb in einem merklich ausgedehnten Volumen statt. Über die Ausdehnung der RPZ im gezogenen Beton gibt es nur vage Vorstellungen. In der Regel wird das zwei- bis dreifache des Größtkorndurchmessers als Größe der RPZ angenommen. Die Speckle Interferometrie stellt ein sehr gutes Werkzeug zur quantitativen Erfassung der Dehnungsverteilungen von Betonbauteilen dar. Im Gegensatz zu bisherigen Erkenntnissen hat sich gezeigt, dass der Größtkorndurchmesser eine eher untergeordnete Rolle bzgl. der räumlichen Ausdehnung der RPZ spielt. Die Messergebnisse zeigen eher, dass der Hydratationsgrad und die Betondruckfestigkeit sowie die Probenabmessung den maßgeblichen Einfluss auf RPZ-Breite ausüben. Bedingt durch die veränderliche Ausdehnung der RPZ in Abhängigkeit von der Beanspruchung und Probengeometrie sind bei künftigen numerischen Rechnungen dynamische Diskretisierungen (Stichwort Remeshing) angebracht.