Mirella Kratz

Experimental and theoretical investigations for the development of matrices and for the improvement of fibre matrix bond of textile reinforced concrete

Systematische Untersuchungen zur Erhöhung der Lastaufnahmekapazität und des Arbeitsvermögens, zur weiteren Verbesserung der Dauerhaftigkeit, zur Reduktion der Schwind- und Kriechverformungen sowie des Ausmaßes der Rissausbreitung und zur Sicherstellung des Frost- und Frost-Tausalz-Widerstandes der Matrix des Verbundwerkstoffes Textilbewehrter Beton (engl.: Textile Reinfored Concrete - TRC) werden fortgeführt. rnFür das Leistungsvermögen des Faser-Matrix-Verbundes und dessen Dauerhaftigkeit sowie den Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand der Matrix ist die zeitliche Phasenentwicklung der zementgebundenen Matrices entscheidend. Von großer Bedeutung ist hierbei das CH-Bildungspotential der Bindemittelkombination, dass u. a. durch den verstärkten Einsatz von CEM II-Zementen in Kombination mit puzzolanischen Zusatzstoffen gezielt beeinflusst wird. Durch zusätzliche Dotierung der Matrix mit Kurzfasern werden außerdem die Zugfestigkeit und die Duktilität der Matrix deutlich angehoben. Verbunden damit ist eine Reduzierung des Ausmaßes der schwindbedingten Rissausbreitung. Die Einstellung der optimalen Kurzfaserzugabe erfolgt auf der Grundlage mikromechanischer und bruchmechanischer Konzepte. Die stoffliche Matrixentwicklung wird stets von rheologischen Prüfungen unterstützt. Ergänzt werden diese durch Untersuchungen der Gefügemorphologie, der chemischen Zusammensetzung und der physikalischen Eigenschaften der Matrices. Das Werkstoffverhalten wird mit verformungsgesteuerten Zugversuchen und instrumentierten Ringversuchen charakterisiert. Begleitend werden die lastabhängigen und lastunabhängigen Verformungsanteile gemessen. rnDurch die Auswahl der Ausgangsstoffe unter dem Aspekt ihres Wasseranspruches und die Optimierung der granulometrischen Zusammensetzung aller festen Ausgangsstoffe soll vor allem der Wassergehalt der Mischungen verringert und damit die Schwind- und Kriechverformung reduziert werden. Zusätzlich werden die Auswirkungen schwindreduzierender und wasserspeichernder Zusatzmittel untersucht. Die Verbesserung der Bewehrungseigenschaften mittels nachträglicher Garnbeschichtungen führt zu einer weiteren Steigerung der Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von TRC. Dabei wird auch das Verbundverhalten unter zyklischer und Dauerbelastung sowie unter erhöhten Temperaturen untersucht. Dazu dienen Zugversuche an unterbewehrten Proben mit Multifilamentgarnbewehrung und für ausgewählte Materialkombinationen Dehnkörperversuche. Schwerpunkt der Arbeiten wird die Charakterisierung von Materialverbünden mit Carbonfasern und neuen AR-Glasfasern aus anderen Teilprojekten des SFB 528 sein. Die Beständigkeit von neuen Garnen und deren Beschichtungen im alkalischen Milieu wird weiterhin mit Einlagerungsversuchen bei erhöhten Temperaturen und hohen Alkalitäten untersucht. Die Ergebnisse dieser Experimente dienen zugleich der Verifikation des unter Einbeziehung thermodynamischer Ansätze erweiterten Prognosemodells für die Abschätzung der Dauerhaftigkeit von AR-Glasfasern. rnAusgehend von den im Teilprojekt zur Anwendung kommenden Prüfverfahren zur Charakterisierung der Matrices, Verbundeigenschaften und Dauerhaftigkeit für TRC werden Methoden entwickelt, die eine schnelle und sichere Einschätzung der Leistungsfähigkeit von neuen Feinbetonen als Matrices sowie von Multifilamentgarnen als Bewehrung in TRC ermöglichen.

01.07.2008 - 30.06.2011

Drittmittel

keine

http://

Materialwissenschaft, Biomaterialien, Nanotechnologie

SFB 528 Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung

Ja

Nein

Ja

Textilbewehrter Beton, Verbund, Dauerhaftigkeit