Ansatz für eine vereinfachte Auswertung von Faser-Ausziehversuchen: Fid-Bau Portal

Ansatz für eine vereinfachte Auswertung von Faser-Ausziehversuchen

Brameshuber, W. / Banholzer, B. / Brümmer, G.

Der Sonderforschungsbereich 'Textilbewehrter Beton' an der RWTH Aachen untersucht das Zusammenwirken von Beton und Technischen Textilien. Untersuchungen zur Formulierung der Materialgesetze des Verbundwerkstoffes zielen auf die Validierung mikromechanischer Modelle und die Erforschung von Versagensmechanismen. Um den elastischen Haftverbund zwischen Matrix und Faser zu ermitteln, werden maximale Verbundspannung und Verbundmodul mittels analytischer Modelle quantifiziert. Ein wesentlicher Versuch ist dabei der Ausziehversuch, der mit unterschiedlichen Auflagerkonfigurationen druchgeführt werden kann. Dabei werden einseitige Ausziehversuche vielfach als nicht praxisgerecht abgelehnt, was aber, wie die Untersuchungen zeigen, nicht stimmt. Ausziehkraft und damit maximale Haftfestigkeit erwiesen sich bei versuchsrelevanten Randbedingungen als unabhängig von der Auflagerkonfiguration. Damit ist es nicht notwendig, die versuchstechnisch wesentlich komplizierteren Auflagerlösungen mit rückseitig fester Verankerung der Faser zu verwenden. Konkret wird festgestellt: Wenn die Dehnsteifigkeit der Matrix um etwa den Faktor zehn größer ist als die der Faser, haben die Auflagerbedingen keinen Einfluss mehr auf die kritische Ausziehkraft und den maximalen Haftverbund, und dies weitgehend unabhängig von den Materialkennwerten. Zu einem wesentlichen Teil wird das Verhältnis der Dehnsteifigkeiten von der lastabtragenden Matrixfläche bestimmt, dem einzigen beeinflussenden Parameter, der bisher nicht bestimmt werden kann. Wenn aber experimental nachgewiesen werden kann, dass sich die Dehnsteifigkeiten tatsächlich mindestens um den Faktor 10 unterscheiden, ist die Gültigkeit der Ergebnsise von Ausziehversuchen mit einseitigem Auflager erwiesen und die analytischen Modelle können wesentlich vereinfacht werden.