UHPFRC unter hohen Verzerrungsraten
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Beschreibung und experimentelle Untersuchung von UHPFRC unter hohen Verzerrungsraten | Formulation of Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete - UHPFRC and Its Testing Under High Strain Rates Förderer | Funding DAAD | Ministry of the Interior of the Czech Republic Zeitraum | Period 01/2010 – 09/2014 Leiter | Project manager Prof. Ing. Petr Konvalinka, CSc. Bearbeiter | Contributor Ing. Petr Máca |
Bericht aus dem Jahrbuch 2012
Beton bei Impakt
Versuchsstand an der CTU Prag – Pendelschlagmaschine
Die hier vorgestellten Versuche sind Teil eines größeren Projekts, in dem das Verhalten von Beton unter hohen Verzerrungsraten untersucht werden soll. Am Anfang des Projekts stand die Entwicklung und experimentelle Erprobung eines ultrahochfesten Betons mit Faserzusatz (UHPFRC). Dessen Eigenschaften bei statischer und dynamischer Belastung werden mit denen von Normalbeton, hochfestem Beton und Faserbeton vergleichen.
Warum sind Impaktbelastungen von Interesse? Das mechanische Verhalten „Beton unter quasi-statischen Bedingungen“ ist im Großen und Ganzen bekannt. Defizite gibt es allerdings hinsichtlich der Eigenschaften von Betonen bei hohen Verzerrungsraten, die z. B. aus stoßartigen Belastungen wie Fahrzeugaufprall oder Druckwellen aus Explosionen resultieren können. Um das Energieabsorptionsvermögen (EAC) des Materials zu erforschen, wurde ein spezieller Versuchsaufbau verwendet. Das Prinzip ist einfach: Ein Gewicht trifft mit einer Geschwindigkeit von ca. 20 km/h auf ein Betonprisma. Dabei werden Stoßkraft und Beschleunigung gemessen. Durch Integration der Beschleunigung wird die Auslenkung der Prismen berechnet. Die absorbierte Energie wird dann als Fläche unter der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Es wurde herausgefunden, dass bei UHPFRC deutlich mehr Energie dissipiert werden kann als bei den anderen getesteten Betonen. Grund dafür ist die synergetische Wirkung von hochfester Matrix und kurzen Stahlfasern.
Warum werden die Versuche in Dresden durchgeführt? Für Impaktversuche gibt es keine einheitlichen Richtlinien. Deshalb nutzt jedes Forschungsteam seine eigene Methode und folglich sind die Ergebnisse stark vom Versuchsaufbau abhängig. In diesem Projekt werden die gleichen Proben nach zwei unterschiedlichen Prinzipien getestet. Bei der Fallanlage der TU Dresden wird ein geführtes Gewicht aus einer bestimmten Höhe auf das Betonprisma vertikal fallen gelassen. Der Ansatz bei der CTU in Prag ist etwas anders. Hier wird eine Pendelschlagmaschine verwendet. Ein Impaktor folgt also einer Kreisbahn und auf dessen Tiefpunkt wird die Probe dann horizontal belastet. Da gleichartige Proben verwendet werden, sollte die Frage nach der Größe des Einflusses der Versuchsart und der Vergleichbarkeit der Ergebnisse beantwortet werden können.