Druckversuche an Betonprüfkörpern mit DIC-Messungen

Autoren: Flurin Reist
Sprache: Deutsch

Kurzfassung

In dieser Masterarbeit werden Druckversuche an Betonprüfkörpern mit DIC (Digital Image Correlation) Messungen durchgeführt. Untersucht wird die Eignung von DIC für Druckversuche und das Verhalten von Beton unter hoher, lokaler Druckbeanspruchung mittels bewehrter Stempeldruckversuche.
Vorteil von DIC ist die kontaktlose Erfassung der Dehnungen und Deformationen an der Prüfkörperoberfläche. Bisherige Messsysteme für Druckversuche werden kritisch hinterfragt. Die Durchführung von verschiedenen E-Modul-Tests und Zylinderdruckversuchen zeigt die gute Eignung von DIC hinsichtlich der Genauigkeit. Zudem erlaubt die Messung mit DIC einen Vergleich mit den bisher verwendeten Messsystemen.
Weiter wird das entfestigende Verhalten von Beton unter einachsiger Druckbeanspruchung genauer betrachtet. Diesbezüglich können entlastende Bereiche und lokalisierte Dehnungen festgestellt werden. Diese Beobachtungen werden genutzt, um die Versuche mit Modellen zu vergleichen. Der Vergleich zeigt eine gute Übereinstimmung durch das Fitting an die Versuchsdaten. Die Versuchsdaten zeigen jedoch eine Differenz der lokalisierten Deformation und deren Anteil zum Gesamtverhalten im Vergleich mit den Modellen. Für ein besseres Verständnis des Verhaltens bietet DIC neue Möglichkeiten. Die Nutzung für weitere Versuche ist anzustreben.
Darüber hinaus wird das Verhalten von Beton unter hoher, lokaler Druckbeanspruchung mit bewehrten Prüfkörpern an Stempeldruckversuchen untersucht. Die Prüfkörper werden mit verschiedenen Bewehrungsgehalten (Spiralbewehrung) hergestellt und geprüft. Durch die unterschiedlich starke Umschnürung sollen verschiedene Bruchmechanismen erreicht werden. Die erwartenden Bruchmechanismen sind ein Versagen der Bewehrung sowie ein lokales Versagen des Betons. Die Versuchsresultate zeigen entgegen den Erwartungen, dass immer ein lokales Versagen eintritt. Die ungenügende Verankerung der Bewehrung führt zu einem lokalen Verlust der Umschnürungswirkung und schliesslich zu einem lokalen Versagen des Betons. Eine lokale, zusätzliche Verstärkung erlaubt eine weitere Steigerung der lokalen Tragfähigkeit durch die Erhöhung der Umschnürungswirkung und bestätigt die Erklärung des Versagens. Die Versuche zeigen auch eindrücklich, wie durch Umschnürungswirkung die Betondruckfestigkeit stark erhöht werden kann und Werte bis zur zehnfachen Druckfestigkeit erreicht werden.