Ermüdungswiderstand verschiedener Betone
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Ermüdungsuntersuchungen an Betonproben hergestellt aus vier unterschiedlichen Rezepturen | Fatigue tests on concrete specimens made from four different mixture Auftraggeber | Client Firmengruppe Max Bögl, Sengenthal Zeitraum | Period 08/2020 – 06/2023 Projektleiter | Project manager Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx Team | Team Raúl Enrique Beltrán Gutiérrez, M. Sc. Dr.-Ing. Torsten Hampel Doreen Sonntag, Heiko Wachtel (Versuchsdurchführung) |
Bericht aus dem Jahrbuch 2022
Wird Beton müde?
Versagte Betonprobe nach einer zyklischen Belastung
Menschen ermüden unter andauernder und wiederholter Anstrengung. Aus der Erfahrung des täglichen Lebens lässt sich sagen, dass diese Ermüdung nicht so sehr durch ein einzelnes Ereignis, sondern durch seine Wiederholung bestimmt wird. Beton kann ebenfalls ermüden, wenn er unter zyklischer Belastung alternierenden Spannungsniveaus ausgesetzt wird, auch wenn diese weit unter der statischen Druckfestigkeit liegen. Das Verständnis dieses Verhaltens ist entscheidend für die Bewertung der langfristigen Zuverlässigkeit von dynamisch belasteten Strukturen, wie z. B. Windenergieanlagen.
In diesem Projekt wird der Ermüdungswiderstand unter einaxialer Druckschwellbeanspruchung von hochfesten Betonen mit unterschiedlichen Rezepturen der Festigkeitsklassen C100/115 und C80/95 untersucht. Dabei handelt es sich um selbstverdichtende, hochfesten Betone, deren Zusammensetzung in einer entsprechenden allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung geregelt ist.
Konkret wurden zylindrische Probekörper unter unterschiedlichen Beanspruchungsniveaus geprüft. Vorangegangene Untersuchungen haben gezeigt, dass Probekörper mit derselben Betonrezeptur je nach Belastungsniveau, bei dem sie geprüft wurden, unterschiedliche Arten der progressiven Schadensentwicklung aufweisen können. Der Grund dafür sind die komplexen Phänomene der Materialdegradation, die durch Materialeigenschaften von Matrix- und Kontaktflächenmörtel, Zementstein, Gesteinskörnung und Poren beeinflusst werden. Die Spannungsniveaus für die Versuche wurden so gewählt, dass sie das Verhalten der einzelnen Rezepturen unter realen Belastungssituationen charakterisieren. Diese Spannungsniveaus stellen somit Lastfälle dar, die z. B. an einem Nachweisschnitt einer Windenergieanlage eine maßgebende Ermüdungsschädigung verursachen könnten.
Anhand der Versuchsergebnisse wird die Anwendbarkeit des Ermüdungsnachweises nach Model Code 1990 bzw. fib Model Code 2010 für die untersuchten hochfesten Betone geprüft und bewertet. Außerdem wird auf der Grundlage der Versuchsergebnisse empfohlen, wie die Bemessungsdruckfestigkeit unter Ermüdungsbeanspruchungen für die betrachteten Betone zu berechnen ist.