A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Hoch- (HPC) und ultrahochfeste Betone (UHPC) neigen zu explosiven Abplatzungen der Betonoberfläche bei hohen Temperaturen. Der dadurch im Brandfall freigelegte Bewehrungsstahl ist dann direkt dem Brand ausgesetzt, so dass die Anforderungen an den konstruktiven Brandschutz nicht mehr gewährleistet sind. Ein verbesserter Brandwiderstand lässt sich durch eine veränderte Betonmischung mit Hilfe von Polypropylenfasern (PP-Fasern) erreichen, die die Entstehung explosiven Abplatzens minimieren. Der Zusatz von Fasern ist jedoch nicht unumstritten und in bestehenden Bauten nicht anwendbar. Neben der experimentellen Forschung in Bezug auf Faserzugabe zum Beton bedarf es eines einfachen Modells, um die grundlegenden Mechanismen, die zu explosiven Abplatzen führen genau erklären zu können. Die grundsätzlichen Überlegungen hierzu werden im Weiteren gegeben, sowie Beschreibung und Analyse der durchgeführten Versuche am IBK zum Abplatzverhalten von HPC und HPC. Das analysierte Bruchbild der Versuche zeigt, dass hohe Aufheizgeschwindigkeiten eher zu einem lagenweisen Abplatzen der Betonoberfläche führen, während langsames Aufheizen eher Abplatzungen aus tieferen Schichten erzeugt. Einen entscheidenden Einfluss auf das Abplatzverhalten hat die verwendete Betonmischung. Betone, die z.B. durch die Zugabe von Silikastaub ein dichtes Gefüge aufweisen (Mischung M1), neigen eher zu explosiven Abplatzungen. So konnte bei den Proben ohne Silikastaub (Mischung M3) kein explosives Abplatzen beobachtet werden. Die berechneten Temperaturgradienten dieser Versuche deuten darauf hin, dass die beobachteten Abplatzungen eher durch hohen Porendruck als durch thermische Spannungen bedingt sind. Mit Hilfe des erarbeiteten analytischen Modells aus mehrerei durch Kapillare verbundene Poren können die ersten Mechanismen die zum explosiven Abplatzen führen qualitativ erklärt werden. Die wesentlichen Ursachen für das in den Kleinversuchen beobachtete explosive Abplatzen wie Feuchtemigration und Bildung kritischer Porendrücke wird hiermit anschaulich erklärt.
Hoch- (HPC) und ultrahochfeste Betone (UHPC) neigen zu explosiven Abplatzungen der Betonoberfläche bei hohen Temperaturen. Der dadurch im Brandfall freigelegte Bewehrungsstahl ist dann direkt dem Brand ausgesetzt, so dass die Anforderungen an den konstruktiven Brandschutz nicht mehr gewährleistet sind. Ein verbesserter Brandwiderstand lässt sich durch eine veränderte Betonmischung mit Hilfe von Polypropylenfasern (PP-Fasern) erreichen, die die Entstehung explosiven Abplatzens minimieren. Der Zusatz von Fasern ist jedoch nicht unumstritten und in bestehenden Bauten nicht anwendbar. Neben der experimentellen Forschung in Bezug auf Faserzugabe zum Beton bedarf es eines einfachen Modells, um die grundlegenden Mechanismen, die zu explosiven Abplatzen führen genau erklären zu können. Die grundsätzlichen Überlegungen hierzu werden im Weiteren gegeben, sowie Beschreibung und Analyse der durchgeführten Versuche am IBK zum Abplatzverhalten von HPC und HPC. Das analysierte Bruchbild der Versuche zeigt, dass hohe Aufheizgeschwindigkeiten eher zu einem lagenweisen Abplatzen der Betonoberfläche führen, während langsames Aufheizen eher Abplatzungen aus tieferen Schichten erzeugt. Einen entscheidenden Einfluss auf das Abplatzverhalten hat die verwendete Betonmischung. Betone, die z.B. durch die Zugabe von Silikastaub ein dichtes Gefüge aufweisen (Mischung M1), neigen eher zu explosiven Abplatzungen. So konnte bei den Proben ohne Silikastaub (Mischung M3) kein explosives Abplatzen beobachtet werden. Die berechneten Temperaturgradienten dieser Versuche deuten darauf hin, dass die beobachteten Abplatzungen eher durch hohen Porendruck als durch thermische Spannungen bedingt sind. Mit Hilfe des erarbeiteten analytischen Modells aus mehrerei durch Kapillare verbundene Poren können die ersten Mechanismen die zum explosiven Abplatzen führen qualitativ erklärt werden. Die wesentlichen Ursachen für das in den Kleinversuchen beobachtete explosive Abplatzen wie Feuchtemigration und Bildung kritischer Porendrücke wird hiermit anschaulich erklärt.
Hochtemperaturverhalten von UHPC
Klingsch, Eike (author)
2011
22 Seiten, 14 Bilder, 15 Quellen
Conference paper
German
Hochtemperaturverhalten von UHPC
| British Library Conference Proceedings | 2011
Hochtemperaturverhalten neuartiger Betone
| Wiley | 2018
Zum Hochtemperaturverhalten dämmschichtbildender Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen
| UB Braunschweig | 2014