TY - BOOK

T1 - Ermüdungsverhalten von hochfestem Beton unter Wasser

AU - Hümme, Julian

N1 - Dissertation

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Das Ermüdungsverhalten von Beton ist sehr komplex, auch nach mehr als 100 Jahren Ermüdungsforschung existieren Wissenslücken, die eine sichere Beurteilung des Ermüdungswiderstands erschweren. Eine solche Wissenslücke stellt der Einfluss des Wassers auf den Ermüdungswiderstand von Beton dar. Bekannt ist nur, dass der Ermüdungswiderstand unter Wasser niedriger ausfällt als in trockener Umgebung. Welche Mechanismen dafür verantwortlich sind, ist unbekannt. Das Ziel dieser Dissertation ist die Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von hochfestem Beton unter Wasser. Darüber hinaus sollen in der Literatur genannte Hypothesen zum Wassereinfluss überprüft und ein Modellansatz zur Beschreibung und quantitativen Abschätzung des Wassereinflusses auf das Ermüdungsverhalten im Rahmen dieser Arbeit entwickelt werden. Das Ermüdungsverhalten wird systematisch für druckschwellbeanspruchten hochfesten Beton mit konsequent unter Wasser gelagerten und geprüften zylindrischen Proben im Vergleich zu trocken gelagerten und geprüften untersucht. Betrachtet wird der Wassereinfluss für unterschiedliche bezogene Oberspannungen und Probengrößen sowie zusätzlich für einen verhinderten Wasserzutritt von außen während der zyklischen Beanspruchung. Die Auswertungen der Ermüdungsuntersuchungen fokussieren sich neben den Bruchlastwechselzahlen auf die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und die dissipierte Energie. Für die Dehnung, die sich infolge der zyklischen Belastung im Ermüdungsversuch ergibt, wird angenommen, dass sie aus mechanischen, hygrischen, thermischen, elastischen, viskosen, und plastischen Anteilen besteht. Diese Dehnungsanteile werden auf den Einfluss der Wasserlagerung und Prüfung unter Wasser untersucht. Hierfür werden ergänzende Kriechversuche und Trocknungsschwindversuche durchgeführt. Der Wassereinfluss wird anhand der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und der dissipierten Energie deutlich. Die Ergebnisse zeigen, dass ein erhöhter Wassergehalt im Betongefüge infolge der Lagerung und Prüfung unter Wasser und einer verminderten Austrocknungsgeschwindigkeit in trockener Umgebung zu einem beschleunigten Schädigungsfortschritt führt. Die ermittelten mittleren Bruchlastwechselzahlen werden im Zusammenhang mit Wöhlerlinien in vorhandenen Regelwerken für die Ermüdungsbemessung ausgewertet. Für hochfeste Betone wird der Ermüdungswiderstand unter Wasser durch die in den Regelwerken etablierten Wöhlerlinien nur unzureichend beschrieben. Zur Berücksichtigung des Wassereinflusses in Regelwerken wird ein Vorschlag auf Basis der eigenen und der in der Literatur dokumentierten Versuche entwickelt.

AB - Das Ermüdungsverhalten von Beton ist sehr komplex, auch nach mehr als 100 Jahren Ermüdungsforschung existieren Wissenslücken, die eine sichere Beurteilung des Ermüdungswiderstands erschweren. Eine solche Wissenslücke stellt der Einfluss des Wassers auf den Ermüdungswiderstand von Beton dar. Bekannt ist nur, dass der Ermüdungswiderstand unter Wasser niedriger ausfällt als in trockener Umgebung. Welche Mechanismen dafür verantwortlich sind, ist unbekannt. Das Ziel dieser Dissertation ist die Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von hochfestem Beton unter Wasser. Darüber hinaus sollen in der Literatur genannte Hypothesen zum Wassereinfluss überprüft und ein Modellansatz zur Beschreibung und quantitativen Abschätzung des Wassereinflusses auf das Ermüdungsverhalten im Rahmen dieser Arbeit entwickelt werden. Das Ermüdungsverhalten wird systematisch für druckschwellbeanspruchten hochfesten Beton mit konsequent unter Wasser gelagerten und geprüften zylindrischen Proben im Vergleich zu trocken gelagerten und geprüften untersucht. Betrachtet wird der Wassereinfluss für unterschiedliche bezogene Oberspannungen und Probengrößen sowie zusätzlich für einen verhinderten Wasserzutritt von außen während der zyklischen Beanspruchung. Die Auswertungen der Ermüdungsuntersuchungen fokussieren sich neben den Bruchlastwechselzahlen auf die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und die dissipierte Energie. Für die Dehnung, die sich infolge der zyklischen Belastung im Ermüdungsversuch ergibt, wird angenommen, dass sie aus mechanischen, hygrischen, thermischen, elastischen, viskosen, und plastischen Anteilen besteht. Diese Dehnungsanteile werden auf den Einfluss der Wasserlagerung und Prüfung unter Wasser untersucht. Hierfür werden ergänzende Kriechversuche und Trocknungsschwindversuche durchgeführt. Der Wassereinfluss wird anhand der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und der dissipierten Energie deutlich. Die Ergebnisse zeigen, dass ein erhöhter Wassergehalt im Betongefüge infolge der Lagerung und Prüfung unter Wasser und einer verminderten Austrocknungsgeschwindigkeit in trockener Umgebung zu einem beschleunigten Schädigungsfortschritt führt. Die ermittelten mittleren Bruchlastwechselzahlen werden im Zusammenhang mit Wöhlerlinien in vorhandenen Regelwerken für die Ermüdungsbemessung ausgewertet. Für hochfeste Betone wird der Ermüdungswiderstand unter Wasser durch die in den Regelwerken etablierten Wöhlerlinien nur unzureichend beschrieben. Zur Berücksichtigung des Wassereinflusses in Regelwerken wird ein Vorschlag auf Basis der eigenen und der in der Literatur dokumentierten Versuche entwickelt.

U2 - 10.15488/3563

DO - 10.15488/3563

M3 - Dissertation

SN - 9783936634228

T3 - Berichte aus dem Institut für Baustoffe, Leibniz Universität Hannover

CY - Hannover

ER -