Experimentelle Analyse des Scherverhaltens von 3D-gedrucktem Beton mittels Push-Off Versuchen

Autor: Frederik Endras
Sprache: Englisch

Kurzfassung

Der Fortschritt hin zur Automatisierung in der Baubranche, welcher allgemein als eine Lösung für viele bestehende Probleme angesehen wird, hat auch die Forschung im Bereich "digitally fabricated concrete" (DFC) über die letzten Jahre stark angetrieben. Viele vielversprechende Techniken wurden dadurch entwickelt, jedoch besteht immer noch ein Mangel an Standardisierung und Charakterisierung von mechanischen Eigenschaften, welche für die weitere Integration in die Industrie erforderlich sind. Diese Masterarbeit hatte zum Ziel, erste experimentelle Erfahrungen mit "push-off" Versuchen an 3D-gedrucktem Beton zu sammeln. Hierbei lag der Fokus vor allem auf dem Design, der Herstellung und dem Testen der Versuchskörper.

Es wurden verschiedene "push-off" Versuchskörper entworfen, um einerseits das Scherverhalten des 3D-gedruckten Betons selbst (in zwei Richtungen) und andererseits das Potenzial einer Verbindung von 3D-gedrucktem Beton mit Ortbeton zu analysieren. Der Scherwiderstand des Materials selbst wurde anhand von Werten für unbewehrten Beton nach Eurocode 2, und einem Abminderungsfaktor für den Widerstand der Schichtgrenzen geschätzt, während die "extended shear friction" (ESF) Theorie zur Schätzung des Widerstands der Verbindung mit Ortbeton verwendet wurde.

Die Ergebnisse der Versuche bestätigten, dass die Schichtgrenzen des gedruckten Betons Schwachstellen für Scherung bilden und es somit zu einem anisotropischen Material machen. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse das Potenzial einer Verbindung von 3D-gedrucktem Beton mit Ortbeton, dessen Scherwiderstand aus den Experimenten höher war als mit der ESF Theorie geschätzt wurde. Die Herstellung der Probekörper, sowie die Durchführung der Versuche erlaubte erste Schlussfolgerungen und Änderungsvorschläge für zukünftige Experimente.