Bauwerke, wie beispielsweise Brücken, Kühltürme, Windenergieanlagen oder ähnliche, sind neben Einwirkungen aus der Umwelt und ständig vorhandenen statischen Lasten oft auch zyklischen Belastungen ausgesetzt. Letztere können im Laufe der Lastzyklen feinste Mikrorisse hervorrufen und dann zu einer Degradation des Betongefüges führen, was wiederum mit einer Reduzierung der Steifigkeit und Festigkeit verbunden ist. Bisher ist weitgehend ungeklärt, ob und inwieweit sich unterschiedliche Gesteinskörnungen und damit unterschiedliche Kornsteifigkeiten auf diesen Degradationsprozess auswirken und welche Konsequenzen sich daraus gegebenenfalls für die Steifigkeit des Betons ergeben. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 398 wurden lebensdauerorientierte Entwurfskonzepte unter Schädigungs- und Deteriorationsaspekten entwickelt. Hierin wurden im Teilprojekt A13 die Veränderungen in den Materialeigenschaften des Betons infolge zyklischer Druckschwellbelastungen experimentell untersucht. Es wird über Untersuchungen an Betonen mit unterschiedlichen Korneigenschaften unter zyklischer Druckschwellbeanspruchung berichtet. Dabei wurden gezielt Gesteinskörnungen mit signifikant unterschiedlichen Eigenschaften (Sandstein, Basalt, Quarzit) einbezogen, ansonsten wurde von einer einheitlichen Betonzusammensetzung ausgegangen. Probekörper aus diesen Betonen wurden einstufigen zyklischen Druckbeanspruchungen unterzogen, wobei die untere und obere Spannung mit sigma_max/sigma_min = 0,675 fc/0,10 fc während der gesamten Versuchsreihe konstant gehalten wurde. Während der zyklischen Druckschwellbeanspruchung wurden zum einen die Dehnungen der Probekörper ermittelt, zum anderen wurde eine gegebenenfalls fortschreitende Degradation im Betongefüge durch die Veränderung der Steifigkeit des Betons (E-Modul) sowie mikroskopische Betrachtungen nach verschiedenen Lastzyklen N, erfasst. Die Untersuchungen zeigten, dass sich das Verhältnis zwischen den Steifigkeiten der groben Gesteinskörnung und des Zementsteins maßgeblich auf den Degradationsprozess im Beton auswirkt. Bei den Betonen mit Sandstein führte die geringere Kornsteifigkeit im Vergleich zu den Betonen mit Quarzit oder Basalt dazu, dass die Steifigkeitsreduktion und der Zuwachs an Mikrorissen im Betongefüge nach definierten Lastzyklen vergleichsweise gering ausfielen.

Structures like bridges, cooling and wind towers and so on are not only exposed to environmental influences and constant static loads but also often to cyclic loads. Due to the latter, very fine microcracks can occur due to load cycles leading to a degradation in the microstructure of concrete and to a reduction of stiffness and strength. Up to now it is still uncertain, if and to what extent different aggregates and therefore different aggregate stiffnesses influence this degradation-process and which consequences may result for the stiffness of concrete. Within the scope of the Collaborative Research Center 398 (SFB 398), lifetime-oriented design concepts with the aspects of damage and deterioration were developed. In one of the subprojects (A13), the degradation of material properties due to cyclic loading was experimentally investigated. This paper gives an account of the investigations on concrete with different aggregate characteristics under cyclic compressive loading. Thereby aggregates with significant different characteristics (sandstone, basalt, quartzite) were selectively included with furthermore constant concrete composition. Specimens of these concretes were subjected to single stage cyclic loads with lower and upper stresses being constant during the whole test series. During the cyclic loading, the changes in the strains and the stiffness (Young's modulus) of concrete caused by the proceeding degradation in the microstructure were determined. Microscopic analyses at different numbers of cycles were done as well. The results of the investigations showed that the ratio between the stiffness of the coarse aggregates and the hardened cement paste significantly influences the degradation-process. At the concretes with sandstone the lower stiffness of aggregates led to a comparatively lower reduction in concrete's stiffness and to a increase of microcracks in the concrete's microstructure after defined load cycles in comparison to concretes with quartzite or basalt.