Bauinformant bloggt Beton

Von der Fakultät Bauingenieurwesen der Technischen Universität Dresden zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.) genehmigte Dissertation von
MIKE RICHTER
aus Strießen

Hauptberichter: Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd W. Zastrau
Mitberichter: Prof. Dr.-Ing. Harald Schorn
Mitberichter: Prof. Dr.-Ing. habil. Reinhold Kienzler

Tag der mündlichen Prüfung: 04. Februar 2005
Berichte des Instituts für Mechanik und Flächentragwerke
Heft 2 (2005)

Herausgeber:
Technische Universität Dresden
Fakultät Bauingenieurwesen
Institut für Mechanik und Flächentragwerke
Dipl.-Ing. Mike Richter
D-01062 Dresden
Telefon: (0351) 463 35369
Fax: (0351) 463 37200
E-mail: Mike.Richter2@mailbox.tu-dresden.de

Zusammenfassung:

Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung mechanischer Modelle auf der Mesoebene zur analytischen Beschreibung des makroskopischen Materialverhaltens von textilbewehrtem Feinbeton.

Für die Modellierung der heterogenen Struktur wird das Konzept der repräsentativen Volumenelemente (RVE), die für die Mesostruktur des betrachteten Verbundwerkstoffes repräsentativ sind, verwendet. Der Übergang von dem heterogenen Materialverhalten auf der Mesoebene zum mittleren Materialverhalten auf der Makroebene erfolgt mittels Homogenisierung.

Auf Basis der mikromechanischen Grundlösung für ellipsoidförmige Einschlüsse nach ESHELBY wird ein Modell entwickelt, das die Ermittlung des Materialverhaltens von multidirektional bewehrtem Feinbeton ermöglicht. Durch die Anwendung einer Effektive-Feld-Theorie wird die gegenseitige Beeinflussung der unterschiedlich orientierten Bewehrungen in einem gemittelten Sinn betrachtet. Die ab einer bestimmten makroskopischen Beanspruchung entstehenden Mikrorisse berücksichtigt das mechanische Modell über einen durch die Mikrorisse hervorgerufenen zusätzlichen Verzerrungsanteil im RVE. Mittels der verwendeten Effektive-Feld-Theorie kann eine mittlere Beeinflussung zwischen den Mikrorissen und der Rovingbewehrung erfasst werden. Für den Übergang von der Mikrorissbildung zur Makrorissbildung wird für das mechanische Modell der Begriff einer maximalen Mikrorissdichte eingeführt.

Überschreitet die Mikrorissdichte im RVE diesen maximalen Wert, vereinigen sich die Mikrorisse zu Makrorissen. Zur Beschreibung des mechanischen Verbundverhaltens zwischen Roving und Matrix beim Rovingauszug am Makroriss wird eine multilineare Schubspannungs-Schlupf-Beziehung verwendet, welche die Schädigung des Roving-Matrix-Verbundes bis hin zum vollständigen Versagen erfasst. Damit lassen sich experimentell ermittelte Kraft-Verformungskurven an Zugproben wirklichkeitsnah abbilden. [...]

Der Volltext dieser Dissertation  (2005) ist nachfolgend als Pdf-Dokument abrufbar (209 Seiten, externer Link)

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Ein Entscheidungsunterstützungsmodell für den Rückbau massiver Betonstrukturen in kerntechnischen Anlagen (Band 64)

Autor : Zeiher, Marco
Reihe : Reihe F, Forschung / Institut für Technologie und Management im Baubetrieb, Universität Karlsruhe (TH)
Band : 64
Verlag : Universitätsverlag Karlsruhe
ISBN : 978-3-86644-368-6
Erschienen : 13.07.2009

Abstract: Die herrschende Komplexität beim Rückbau von massiven Betonstrukturen in kerntechnischen Anlagen erfordert auf Planungsseite eine sorgfältige Auswahl der Rückbauverfahren. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Entscheidungsunterstützungsmodell zur effizienten Verfahrensauswahl vorgestellt, mit dem es unter Berücksichtigung unterschiedlichster Randbedingungen und Anforderungen möglich ist, das wirtschaftlichste bzw. geeigneteste Verfahren oder die optimalste Verfahrenskombination zu finden.

Volltext als Pdf-Dokument, 234 Seiten, 234 Seiten, externer Link

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Von der Fakultät für Bauingenieurwesen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Ingenieurwissenschaften genehmigte Dissertation (2005)

vorgelegt von
Matthias Molter
aus
Willich

Berichter: Universitätsprofessor Dr.-Ing. Josef Hegger
Universitätsprofessor Dr.-Ing. Manfred Curbach
Tag der mündlichen Prüfung: 3. Juni 2005

Textauszug

1 Einleitung
1.1 Veranlassung
Textilbewehrter Beton ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer hochfesten Feinbetonmatrix und einer Bewehrung aus offenmaschigen Textilien besteht. Unter Belastung nimmt der Feinbeton die einwirkenden Druckkräfte, die textile Bewehrung die freiwerdenden Zugkräfte
nach der Rissbildung auf.  Im Vergleich zum Stahlbeton sind aufgrund der korrosionsbeständigen textilen Bewehrung Betonüberdeckungen von wenigen Millimetern möglich, die dünnwandige und filigrane
Konstruktionen erlauben. Profilabmessungen, wie sie aus dem Stahlbau oder dem Faserverbundkunststoffbau bekannt sind, sind für textilbewehrten Beton denkbar. Zusätzlich ist durch die Verwendung von Textilien eine zielgerichtete Anordnung der Bewehrung in Richtung der  Zugbeanspruchung eines Bauteils möglich. Dies führt zu einer wirtschaftlicheren Ausnutzung des Bewehrungsquerschnitts im Vergleich zu Kurzfasern, die ungerichtet in der Matrix liegen und nur zu einem geringen Anteil wirksam sind [...]

Den Volltext können Sie nachfolgend als Pdf-Dokument (externer Link, 221 Seiten) abrufen:

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Von der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung (2004)

Vorgelegt von
Markus Krüger
aus Essen

Institut für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart, 2004

Textauszug
Einleitung
Die Bewehrung zementgebundener Bauteile mit nichtmetallischen Werkstoffen (Textilien) hat mehrere Vorteile: der Korrosionsangriff im carbonatisierten Beton oder im chloridangereicherten Beton besteht nicht; Bauteile können sehr dünn ausgeführt werden; die nichtmetal-lischen Werkstoffe sind leicht und biegsam und dennoch hochfest. Daher wird von nichtme-tallischer Bewehrung schon lange in Form von Fasern und Rovings Gebrauch gemacht. Kurz-faserbewehrung, wie sie in der Praxis bereits vielfach angewendet wird, hat allerdings den Nachteil, dass aufgrund deren gleichmäßiger Verteilung im Bauteil eine systematische Verstärkung nicht möglich ist und daher hohe Faseranteile benötigt werden. Die Verwendung einzelner Rovings ist hier ein erster Schritt, bei dem nichtmetallische Bewehrungen gezielt nur dort eingelegt werden, wo sie konstruktiv benötigt werden.

Eine neue Entwicklung der letzten Jahre besteht in der Verwendung von textiler Bewehrung, also zwei- oder dreidimensional vorgeformten Bewehrungselementen in zementgebundenen Bauteilen. Der Einsatz textiler Bewehrung ist damit ein nächster Entwicklungsschritt, ver-gleichbar mit dem der Verwendung von Mattenstahlbewehrung anstatt von Stabstahlbeweh-rung. Die Bewehrung kann hier zielgerecht für die jeweiligen Anforderungen vorgefertigt werden und ermöglicht so eine einfach applizierbare und gleichmäßige Verstärkung größerer Flächen.
Der Einsatz von textiler Bewehrung in Beton wurde in der jüngeren Vergangenheit insbesondere in Deutschland verstärkt untersucht. Beispielsweise werden in Deutschland derzeit grundlegende Untersuchungen zum Einsatz textiler Bewehrungen im Betonbau hauptsächlich an der RWTH Aachen sowie an der TU Dresden innerhalb von Sonderforschungsbereichen durchgeführt. An der Universität Stuttgart wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens hingegen die Verwendung von textiler Bewehrung als Vorspannelement zur Herstellung dün-ner Betonplatten untersucht. Mit der Problematik der Vorspannung textiler Bewehrung sowie der Herstellung dünner, vorgespannter, ausschließlich textilbewehrter Betonplatten befasst sich demnach auch die vorliegende Arbeit.

Den Volltext können Sie nachfolgend als Pdf-Dokument (externer Link, 213 Seiten) abrufen

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Modulare Bausysteme aus Textilbeton-Sandwichelementen
Schneider, H.N., Schätzke, C., Feger, C., Horstmann, M., Pak, D.
im Tagungsband: Textilbeton – Theorie und Praxis – 4. Kolloquium zu textilbewehrten Tragwerken (CTRS4), Dresden, Seiten 565-576, 2009
Zusammenfassung: Sandwichelemente mit Deckschichten aus Textilbeton und tragenden Dämmkernen verfügen über ein breites Leistungsprofil, von selbsttragenden Fassadenbauteilen bis zu tragenden Wand-, Dach- und Deckenbauteilen. Trotz der geringen Bauteilstärke von nur 18 – 20 cm besitzen Sandwichelemente aus Textilbeton neben der hohen Tragfähigkeit ein günstiges bauphysikalisches Verhalten hinsichtlich des Wärme- und Schallschutzes. Anhand eines kleinen Experimentalbaus wurde im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 532 an der RWTH Aachen die Anwendbarkeit von tragenden Sandwichbauteilen verifi-ziert. Dabei wurden wesentliche Fragestellungen wie Konstruktion und Gestalt, Tragverhalten, Bauteilfügung, Herstellungstechnik und Montage untersucht.

Den Volltext können Sie nachfolgend als Pdf-Dokument (externer Link, 12 Seiten) abrufen:

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Textilbeton – Ein neuer Verbundwerkstoff
Raupach, M. , Orlowsky, J.
im Tagungsband: 10. Internationales Aachener Schweißtechnik Kolloquium, 2007

Zusammenfassung
Der im Bauwesen neue Verbundwerkstoff „Textilbeton“ ermöglicht die Realisierung hochfester, dünnwandiger Tragwerkstrukturen mit komplexen Geometrien aus Beton. Hierzu werden Textilien aus Glas und/oder Carbon anstelle herkömmlichen Bewehrungsstahls in den Beton eingebettet. Diese Textilien übernehmen die Zugkräfte, die auf das Bauteil einwirken. Der vorliegende Beitrag beschreibt diesen Verbundwerkstoff und zeigt beispielhaft das Potential des Werkstoffes durch Auswahl entsprechender Materialkombinationen. So kann durch den Einsatz geeigneter polymerer Beschichtungen auf den Textilien die Tragfähigkeit und Beständigkeit des Textils im Bauteil erheblich verbessert werden.

Den Volltext finden Sie nachfolgend als Pdf-Dokument (externer Link, 9 Seiten)

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Beitrag zum Tragverhalten von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen unter besonderer Berücksichtigung der Querkrafttragfähigkeit des Stahlbetongurtes

Kohlmeyer, Christian

TU Kaiserslautern, Fachbereich Architektur, Raum- und Umweltplanung, Bauingenieurwesen -ARUBI- (Herausgeber);

KURZFASSUNG (Quelle: baufachinformation.de)

In der Arbeit wird das Tragverhalten von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen analysiert und ein Modell zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit des Betongurts entwickelt. Die Basis dazu bilden umfangreiche experimentelle und rechnerische Untersuchungen. Des Weiteren wird die Reibung zwischen dem Schaft von einbetonierten Kopfbolzendübeln und dem umgebendem Beton experimentell untersucht. Anhand von 21 großmaßstäblichen Traglastversuchen, die erstmals so konzipiert waren, dass im Öffnungsbereich nahezu die gesamte Querkraft durch den Betongurt übertragen wurde, konnte die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts experimentell in engen Grenzen bestimmt werden. Neue Erkenntnisse über den Lastabtragungs- und Versagensmechanismus im Öffnungsbereich wurden durch die Auswertung der Dehnungen der Kopfbolzendübel im Öffnungsbereich und das nachträgliche Aufsägen des Betongurts der Versuchsträger gewonnen. Die Versuche wurden mit einem dreidimensionalen FE-Modell, das die Versuche in ihren wesentlichen Teilen abbildete, simuliert. Durch den Vergleich der rechnerischen mit den experimentell ermittelten Werten wurde dieses Modell überprüft und anschließend wurden damit Parameteruntersuchungen durchgeführt. Mit den Erkenntnissen aus den experimentellen und rechnerischen Untersuchungen konnte der Lastabtragungsmechanismus im Öffnungsbereich umfassend analysiert werden und ein Ingenieurmodell zur Bestimmung und zum Nachweis der Querkrafttragfähigkeit des Betongurts im Öffnungsbereich entwickelt werden.

Kaiserslauter 2007 Die Dissertation können Sie hier als Pdf_Dokument (externer Lnk, 250 Seiten) abrufen:

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von
Andrea Kustermann

Herausgeber:
Institut für Werkstoffe des Bauwesens
Universität der Bundeswehr München
www.unibw.de/baustoffe

TEXTAUSZUG:

Kurzfassung
Mikrorisse sind bereits im unbelasteten Beton aufgrund des unterschiedlichen
Verformungsverhaltens der einzelnen Komponenten vorhanden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methode zur Visualisierung der Mikrorisse im Betongefüge entwickelt. An Probekörpern aus Hochfestem Beton wurden die Einflüsse auf die Bildung dieser Mikrorisse aus der Probekörpervorbereitung sowie aus der Betontechnologie, der Lagerung und einer mechanischen Belastung untersucht. Als Haupteinfluss auf die Mikrorissbildung zeigte sich
das autogene Schwinden des Hochfesten Betons. Ausgangspunkt der Mikrorisse in der Mörtelmatrix sind stets Luftporen oder die Kontaktzone zur Gesteinskörnung. Der Einfluss vorhandener Mikrorisse auf die Festbeton- und Dauerhaftigkeitseigenschaften des Betons zeigte sich in den hier gemachten Tests an Hochfesten Betonen nicht eindeutig. Anhand eines Modellbetons und einer numerischen Modellierung wurde der Baustoff Beton mit dem
Dreikomponentensystem Matrix, Kontaktzone und Gesteinskörnung nachgebildet. Am Beispiel des Parameters der Gesteinskörnungsgröße wurden die real entstandenen Mikrorisse mit den errechneten Zugspannungsergebnissen aus der Simulation verifiziert.
Abstract
Microcracks exist already in unloaded concrete due to the different deformation characteristics of its components. In the course of this thesis a method was developped to visualize microcracks in the structure of High Strength Concrete. The investigated parameters were focussed on parameters related to the preparation of the specimen, the concrete technology and also on the influences of curing conditions and applied mechnical load. The results proofed autogeneous shrinkage being the main influence on the formation of
microcracks in the High Strength Concrete investigated. The microcracks in the paste started always from air voids or the contact zone between paste and aggregate. In the tests with High Strength Concrete no influences were observed of existing microcracks on the properties of hardened concrete and durability. A model concrete and a numerical model were made to reproduce the material concrete as a 3-component-system: paste, aggregate and contact
zone. The parameter aggregate size was taken as an example to compare the developped microcracks in the real model concrete with the calculated results of tension stresses obtained for the numerical model.

Den Volltext der Dissertation (Juli 2005) können Sie hier als Pdf-Dokument (externer Link, 309 Seiten) abrufen

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Diplom-Ingenieur, Technische Universität Hamburg-Harburg, Allemagne et de nationalité allemande; 2006

VON Eckart HARS

TEXTAUSZUG
Problemstellung
Schubversagen tritt bei Stahlbeton- und Spannbetonträgern durch Versagen des Stegbetons oder durch Reissen der senkrechten Bewehrung (Bügelbewehrung) ein. Bei der Schubbemessung wird generell die Bügelbewehrung bemessen und der Stegbeton nachgewiesen. Das Versagen des Stegbetons auf Druck (Stegdruckbruch) ist von spröder Natur und muss daher unbedingt vermieden werden. Zwecks ausreichender Sicherheit muss dessen Festigkeit daher genau bekannt sein. Diese wird jedoch von den sich einstellenden Verformungen beeinflusst.

Den Volltext der Forschungsarbeit können Sie hier als Pdf-Dokument (externer Link, 172 S.) abrufen:

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Die folgenden Direktlinks führen zum Hochschulschriftenserver der Universität Stuttgart. Der Sammelauftrag der Universitätsbibliothek umfasst die Speicherung, Katalogisierung und Archivierung aller durch Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Universität Stuttgart veröffentlichten elektronischen wissenschaftlichen Dokumente. Dies bezieht sich sowohl auf rein elektronische Publikationen als auch auf elektronische Versionen gedruckter Dokumente. About Opus

Nachfolgend finden Sie Veröffentlichungen als Download, in denen der Bau- und Werkstoff Beton behandelt wird. Es handelt sich bei allen Links um externe Links.

1. Röhm, Jochen (2009) Untersuchungen zum Tragverhalten von strukturintegrierten Verbindungsmitteln bei Stahlverbundträgern mit Trapezblechstegen im Brückenbau Dissertation

2.
Potthoff, Michael (2008) Tragverhalten und Bemessung von Ankerschienen unter Querbelastung Dissertation

3.
Bruckner, Markus J. (2007) Anwendung von Ankerstäben in Rahmenecken, Rahmenendknoten und Stütze-Fundament-Verbindungen Dissertation

4.
Meiss, Kathy Ursula (2007) Anwendung von Strukturoptimierungsmethoden auf den Entwurf mehrfeldriger Schrägseilbrücken und Extradosed Bridges Dissertation

5.
Simons, Isabelle Nadine (2007) Verbundverhalten von eingemörtelten Bewehrungsstäben unter zyklischer Beanspruchung Dissertation

6.
Hoehler, Matthew Stanton (2006) Behavior and Testing of Fastenings to Concrete for use in Seismic Applications Dissertation

7.
Lettow, Steffen (2006) Ein Verbundelement für nichtlineare Finite Elemente Analysen – Anwendung auf Übergreifungsstöße Dissertation

8.
Wackenhut, Martin (2006) Fast Algorithms to simulate extremely polydisperse media Dissertation

9.
Huber, Frank (2006) Nichtlineare dreidimensionale Modellierung von Beton- und Stahlbetontragwerken Dissertation

Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung von Beton- und Stahlbetontragwerken unter Berücksichtigung dreidimensionaler Effekte und nichtlinearen Materialverhaltens der Werkstoffe Beton und Betonstahl.

10.
Gehlen, Christoph ; Nürnberger, Ulf ; Neubert, Bernd (2006) Stahlrost in Beton Aufsatz

11.
Michelfelder, Birgit Christiane (2006) Trag- und Verformungsverhalten von Kerven bei Brettstapel-Beton-Verbunddecken Dissertation

12.
Huß, Andreas ; Reinhardt, Hans-Wolf (2006) Vergleichsprüfungen des Frostwiderstandes und Vergleich mit der Praxis Report (Bericht)

13.
Kurz, Jochen Horst (2006) Verifikation von Bruchprozessen bei gleichzeitiger Automatisierung der Schallemissionsanalyse an Stahl- und Stahlfaserbeton Dissertation

14.
Stegmaier, Michael (2005) Eigenschaften von wärmebehandeltem selbstverdichtendem Beton Dissertation

15.
Wüstholz, Timo (2005) Experimentelle und theoretische Untersuchungen der Frischbetoneigenschaften von selbstverdichtendem Beton Dissertation

16.
Nie, Markus (2005) Temporary melt retention in the reactor pit of the European pressurized water reactor (EPR) Dissertation

17.
Finck, Florian (2005) Untersuchung von Bruchprozessen in Beton mit Hilfe der Schallemissionsanalyse Dissertation

18.
Schäfer, Martin (2005) Zum Rotationsnachweis teiltragfähiger Verbundknoten in verschieblichen Verbundrahmen Dissertation

19.
Öttl, Christian (2004) Die schädigende Alkalireaktion von gebrochener Oberrhein-Gesteinskörnung im Beton ISBN 3-9809512-1-9, Schriftenreihe Heft 87, Stuttgart 2004 Dissertation

20.
Krüger, Markus (2004) Vorgespannter textilbewehrter Beton Dissertation

21.
Herb, Alexander (2003) Indirekte Beobachtung des Erstarrens und Erhärtens von Zementleim, Mörtel und Beton mittels Schallwellenausbreitung Dissertation

22.
Renz, Kerstin (2003) Philipp Jakob Manz (1861-1936). Industriearchitekt und Unternehmer Dissertation

23.
Ehmann, Jochen (2003) Querkrafttragfähigkeit zugbeanspruchter Stahlbetonplatten in Verbundbrücken Dissertation Kraus, Josef (2003) Tragverhalten und Bemessung von Ankerschienen unter zentrischer Zugbelastung Dissertation

24.
Pregartner, Thilo (2003) Tragverhalten von Kunststoffdübeln im ungerissenen und gerissenen Beton Dissertation

25.
Schänzlin, Jörg (2003) Zum Langzeitverhalten von Brettstapel-Beton-Verbunddecken Dissertation

26.
Schreyer, Marcus (2002) met@BiM – Ein semantisches Datenmodell für Baustoffinformationen im WWW (Anwendungen für Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung) Dissertation

27.
Spieth, Hannes A. (2002) Tragverhalten und Bemessung von eingemörtelten Bewehrungsstäben Dissertation

28.
Vocke, Henrik (2002) Zum Durchstanzen von Flachdecken im Bereich von Rand- und Eckstützen Dissertation

29.
Mayer, Utz (2002) Zum Einfluß der Oberflächengestalt von Rippenstählen auf das Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetonbauteilen Dissertation

30.
Kraus, Josef (2003) Tragverhalten und Bemessung von Ankerschienen unter zentrischer Zugbelastung Dissertation

31. Jooß, Martin (2001) Dichtheit von Heißwasser-Langzeitspeichern aus Hochleistungsbeton Dissertation

32.
Haufe, Andre (2001) Dreidimensionale Simulation bewehrter Flächentragwerke aus Beton mit der Plastizitätstheorie ISBN 3-00-007418-X Dissertation

33.
Kümmel, Julian (2000) Ökobilanzierung von Baustoffen am Beispiel des Recyclings von Konstruktionsleichtbeton Mitteilungen des Institut für Werkstoffe im Bauwesen; Band 2000/1 Dissertation

34.
Sobek, Werner (1991) Die Herstellung von Betonschalen auf pneumatisch gestützten Schalungen Bauingenieur 66 (1991), S. 545-550 Aufsatz

35.
Sobek, Werner (1990) Pneu und Schale : Betonschalen und pneumatisch vorgespannte Membranen Deutsche Bauzeitung 124 (1990), Nr. 7, S. 66-74 Aufsatz

36.
Schlaich, Jörg ; Sobek, Werner (1986) Suitable shell shapes Concrete International 8 (1986), Nr. 1, S. 41-45 Aufsatz

37.
Vorob’ev, G. A. (1966) Untersuchung des Kavitationsbeginns an einer natürlichen körnigen Betonoberflächenrauhigkeit Izvestija. Vsesojuznyj naucno-issledovatel’skij institut gidrotechniki im. B. E. Vedeneeva. Moskva, 78 (1965) S. 319 – 326 Aufsatz

38.
Rozanov, N. P. ; Sal’nev, K. K. ; Mojs, P. P. ; Paskov, N. N. ; Vorob’ev, G. A. (1966) Voraussage des Kavitationsbeginns an Betonoberflächenunebenheiten Izvestija. Vsesojuznyj naucno-issledovatel’skij institut gidrotechniki im. B. E. Vedeneeva. Moskva, 78 (1965) S. 304 – 317 Aufsatz

SCHLUSSBERICHT:
Leitung: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus
Bearbeiter: Dr.-Ing. Holger Höveling, Dr.-Ing. Thomas Steinborn
Förderung durch: BMWA über die AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen

0 1 2

Abstract

Mauerwerk muss neben Vertikallasten als platten- und scheibenförmiges Bauteil auch horizontale Lasten aufnehmen und weiterleiten können. Die Neufassung der DIN 4149 bzw. der DIN 1055 führte zu einer Erhöhung der anzusetzenden Horizontallasten aus Erdbeben und Wind und damit zu einer Erhöhung der Beanspruchung der aussteifenden Bauteile auf Schub.

Im vorliegenden Forschungsvorhaben sollten vorhandene Reserven der Schubtragfähigkeit von Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen und -Planelementen nachgewiesen werden. Hierzu wurden sechsundzwanzig Schubversuche an geschosshohen Mauerwerkswänden nach beiden in Deutschland üblichen Schubprüfverfahren sowie umfangreiche Materialversuche zu den eingesetzten Porenbetonsteinen durchgeführt und ausgewertet. Bei den Wandversuchen wurden das eingesetzte Material, die Steingeometrie, die Stoßfugenvermörtelung und die Auflast variiert. Begleitend zu den Versuchen wurden umfangreiche numerische Berechnungen und Parameterstudien unternommen und die Versuche nachgestellt.

Durch die Versuche und begleitenden Untersuchungen konnte die hohe Zugfestigkeit des Porenbetons im Verhältnis zu seiner Druckfestigkeit für unterschiedliche Steinfestigkeiten und Steinformate sowie eine hohe Schubtragfähigkeit der Wände nachgewiesen werden. Durch die Versuche war es ebenfalls möglich die allgemeine Datenbasis vor allem für Steine kleiner Festigkeiten (PP2) zu ergänzen und zu erweitern. Dadurch ist nun eine vollständige statistische Anpassung der Bemessungsgleichung möglich. Ein Vorschlag für die Normung wurde erarbeitet. Durch die Variation der Stoßfugenvermörtelung konnte sowohl im Versuch als auch in den Begleitrechnungen für Wände mit vermörtelten Stoßfugen im Vergleich zu denen ohne eine Erhöhung der aufnehmbaren Horizontallasten nachgewiesen werden.

Das Vorhaben wurde gefördert durch das BMWA über die AiF und in Kooperation mit der Technische Universität Dresden, Fakultät Architektur, Lehrstuhl für Tragwerksplanung, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger bearbeitet.

Den Schlussbericht „Schubtragfähigkeit von Mauerwerk aus Porenbeton-
Plansteinen und Porenbeton-Planelementen“, AIF-Nr. 14642BG erhalten Sie nachfolgend als Pdf-Dokument, 169 Seitem, 8,3 MB >>> externer Link zur Leibnitz Universität Hannover)

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Dissertation von

Höveling, Holger (2006): Robustheit von Selbstverdichtendem Beton (SVB)
Berichte aus dem Institut für Baustoffe, Universität Hannover

Kurzfassung

Bei der Anwendung von SVB treten immer wieder Probleme mit der Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen auf. Ein wesentlicher Teilaspekt ist dabei die Empfind­lichkeit gegenüber Wassergehaltsschwankungen. Bei zu steifem SVB wird die Schalung nicht richtig ausgefüllt und bei zu großer Fließfähigkeit ergeben sich Probleme mit der Gefügestabilität.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Einflüsse aus Ausgangsstoffen und Zusammen­setzung von SVB auf die Empfindlichkeit gegenüber Wassergehaltsschwankungen zu untersuchen und zu beschreiben. Auf Grundlage geeigneter Versuche sollen Regeln für die Zusammensetzung gegen Wassergehaltsschwankungen unempfindlicher SVB erarbeitet werden. Weiterhin soll eine Modellvorstellung zur Wirksamkeit verschiedener Maßnahmen auf die Empfindlichkeit von SVB entwickelt werden. Die Untersuchungen wurden schrittweise an den Ausgangsstoffen, am Leim, am Mörtel und schließlich am Beton durchgeführt.

Bei der Durchführung der Versuche zeigte sich, dass durch Einstellung eines ausreichenden Fließmittelüberschusses und des richtigen Wasser- / Fließmittel­verhältnisses mit nahezu allen Ausgangsstoffen SVB mit ähnlichem Eigenschaftsprofil herstellbar sind. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass die notwendige Mindestviskosität zum Erreichen der Sedimentationsstabilität mit zunehmender Zwickel­optimierung im Mehlkornbereich abnimmt. Kommen zusätzlich entweder organische oder anorganische Stabilisierer zur Anwendung, können höhere Wassergehalte gewählt werden. Diese Mischungen sind auch bei geringerer Viskosität gefügestabil.

Die Untersuchungen zur Empfindlichkeit gegenüber Wassergehaltsschwankungen zeigten, dass SVB vor allem durch den Einsatz organischer Zusatzmittel unempfindlicher werden. Dies gilt für Fließmittel auf PCE-Basis und insbesondere für organische Stabilisierer. Diese Stoffe stellen durch Wasserbindung in Form von Wasserstoffbrückenbindungen einen ausreichenden Wasserpuffer im Beton bereit, um Schwankungen im Wassergehalt auszugleichen. Die mineralischen Oberflächen der mehlkornfeinen Stoffe besitzen keine vergleichbare Fähigkeit zur Wasserbindung.

Aus den durchgeführten Untersuchungen konnten Regeln für die Zusammensetzung gegenüber Wassergehaltsschwankungen unempfindlicher SVB erarbeitet und eine Modellvorstellung zur Wirksamkeit verschiedener Maßnahmen auf die Empfindlichkeit zusammengefasst werden.

Nachfolgend können Sie den Volltext / Dissertation als Pdf-Dokument abrufen (externer Link, 1,4 MB, 221 Seiten)

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