Die Herstellung textilbewehrter Elemente erfordert die Verwendung von Feinbetonen (Größtkorn rd. 1-2 mm), die eine gute Durchdringung der engmaschigen Textilien gewährleisten. In der vorliegenden Arbeit wurden Feinbetone hinsichtlich mechanischer und bruchmechanischer Eigenschaften unter Berücksichtigung von Größen- und Geometrieeinflüssen charakterisiert. Unter kurzzeitiger einaxialer statischer Beanspruchung wurden Spannungs-Dehnungskurven mit den entsprechenden Kennwerten ermittelt. Die Feinbetone zeigten im Vergleich zu Normalbetonen vergleichbarer Festigkeitsklassen höhere Verformungen bei Maximallast und einen geringeren Elastizitätsmodul. Da keine signifikanten Größeneinflüsse beobachtet wurden, konnten allgemeingültige, gemittelte Spannungs-Dehnungskurven abgeleitet werden. Bei Verwendung der charakteristischen Kennwerte (Elastizitätsmodul und Dehnung bei Maximallast) als Eingangsgrößen konnten die Spannungs-Dehnungskurven mit den bekannten mathematischen Ansätzen gemäß DIN 1045-1 bzw. Model Code 90 sehr gut abgebildet werden. Weiterhin wurden Vorschläge für vereinfachte Spannungs-Dehnungskurven für die Bemessung wie z.B. ein Parabel-Rechteck Diagramm geliefert. In die verwendeten Bemessungswerte fließen Abminderungsbeiwerte zur Berücksichtigung von Langzeitwirkungen auf die Druckfestigkeit ein. Diese werden durch die Dauerstandfestigkeit charakterisiert, die in ähnlichen Bereichen liegt wie bei Normalbeton. Hinsichtlich Kriechen wurden im Vergleich zu Normalbeton aufgrund der hohen Bindemittelgehalte hohe Verformungen gemessen. Bei Verwendung der materialspezifischen Parameter kann die Kriechfunktion des Model Code 90 zur Vorhersage von Endkriechmaßen angewendet werden und hieraus z.B. die Kriechzahl abgeleitet werden. Zur Ermittlung der Stoffgesetze unter Zugbeanspruchung wurden gekerbte 3-Punkt Biegezugversuche durchgeführt. Die Spannungs-Rissöffnungskurven wurden anschließend zum einen iterativ mittels numerischer FE Berechnungen bestimmt; zum anderen wurde ein analytisches Modell entwickelt. Für dieses Modell werden die Verformungen im Ligamentbereich mittels Videovermessung aufgezeichnet. In der anschließenden Auswerteroutine werden die Rissöffnungsbreiten über Momentengleichgewicht und Kräftegleichgewicht ermittelt. Die Genauigkeit und Anwendbarkeit dieses neuen Verfahrens konnte u.a. über die sehr gute Übereinstimmung mit Ergebnissen der herkömmlichen FE Methode gezeigt werden. Zur Untersuchung von Größeneinflüssen wurden die gekerbten 3-Punkt-Biegezugversuche mit dem Größengesetz nach Bazant, Carpinteri sowie mit dem 'Fictitious Crack Model (FCM)' nach Hillerborg analysiert. In Übereinstimmung mit bruchmechanischen Ansätzen wurde für die Bruchenergie und die Stoffgesetze (Spannungs-Rissöffnungskurve) keine Größenabhängigkeit festgestellt. Die Biegezugfestigkeit allerdings weist deutliche Festigkeitsverluste mit steigender Prüfkörpergröße auf, die für eine Bemessung textilbewehrter Elemente mittels FE Berechnungen auf Basis der ermittelten Stoffgesetze oder der angegebenen Faktoren berücksichtigt werden müssen. Für die quasi-homogenen Feinbetone wurden für die Kerbempfindlichkeit, Bruchzähigkeit und Energiefreisetzungsrate deutliche Größenabhängigkeiten festgestellt. Obwohl Feinbeton ein deutlich spröderes Nachbruchverhalten aufweist als Normalbeton vergleichbarer Festigkeitsklassen, konnte die Anwendbarkeit linear-elastische Bruchmechanik nicht nachgewiesen werden. Zur Beurteilung des Tragverhaltens ist daher die nichtlineare Bruchmechanik anzuwenden. Die ermittelten Stoffgesetze und Kennwerte wie z.B. die Bruchenergie und charakteristische Länge der Feinbetone können in die weiterführende Bemessung des Textilbetons einfließen. Mit den vorliegenden Ergebnissen liegen bemessungsrelevante Kennwerte der Feinbetone vor.

The development of textile reinforced concrete (TRC), where multi-axial fabrics are used in combination with fine grained concrete, allows the design of very thin-structured concrete elements with a high strength in compression as well as tension. It is the main objective of this study to determine the mechanical and fracture mechanical characteristics of the newly developed fine grained binder systems as a main component of the composite to allow for a reliable dimensioning of TRC structures in the future. In general the serviceability of a concrete structure is defined by the loading capacity under tension and compression determined in short-term tests as well as the time-related deformations under sustained load investigated in long-term tests. In respect of short-term investigations within this work, the relevant material characteristics are determined for both compression and tension, i.e. stress-strain curves with the corresponding compressive or tensile strength and Young's moduli are determined. A main focus of the presented investigations presented is the determination of the softening behaviour expressed by stress-crack width curves in order to define the fracture behaviour for tension. 3-point bend tests are carried out, and a newly developed analytical model is proposed which allows for the straightforward analytical derivation of a multi-linear sigma-w-relation without finite element (FE) analysis. These findings are verified by numerical simulations. Possible size effects are analysed by investigating the influence of varying specimen size and geometry in compression and tension tests. Within the scope of this study the deformation properties under sustained load are considered for compression only. Long-term tests are carried out to investigate the creep strength and creep resistance which are required for a complete dimensioning of TRC structures. Another important factor in the investigation of thin-walled structures is the influence of carbonation on the mechanical and fracture mechanical properties of fine grained concrete, because a possible strength reducing process of carbonation might be more relevant for the thin structural elements of TRC in comparison with the rather massive structures of ordinary concrete. The experimental tests within this study are carried out for static loads only - neither dynamic nor planned multi-axial loading of concrete specimens is considered within this thesis. The experimental investigations within this work are carried out for three fine grained concrete mixtures which differ in strength and hence show different fracture behaviours. Characteristic design values of fine grained concrete are provided, which allow for the dimensioning and modelling of TRC structures. Knowing the mechanical and fracture mechanical properties of the investigated concrete types ranging from a rather brittle to a ductile fracture behaviour will allow for designing further concrete mixtures with regard to requirements for each case of application of TRC building members.