Explosive Abplatzung von Beton unter Brandbeanspruchung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Große
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 157253546

Wenn Beton über mehrere hundert Grad aufgeheizt wird, ändert sich sein Verhalten deutlich. Seine mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Festigkeit und der Elastizitätsmodul, nehmen ab. Bei einer Brandbeanspruchung treten Temperaturgradienten auf, die zu Eigenspannungen im Querschnitt führen. Die Randbegrenzungen eines Bauteils können zudem Verformungen infolge der Wärmedehnung behindern, wodurch Zwangskräfte entstehen. Hierbei spielen dann Effekte wie Kriechen und Relaxation, die jeweils durch hohe Temperaturen vergrößert werden, eine wesentliche Rolle. Weiterhin treten bei einer Brandbeanspruchung nichtexplosivartige bzw. explosivartige Betonabplatzungen auf, die zur Abnahme der Tragfähigkeit der Bauteile führen können.... Um die explosionsartige Abplatzung des Betons zu untersuchen, werden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens numerische Untersuchungen und Brandexperimente durchgeführt, die durch eine signal-basierte Schallemissionsanalyse begleitet werden. Die Brandversuche werden an hochfestem Beton mit verschiedenen thermo-hygro-mechanischen Eigenschaften durchgeführt. Es sind Versuche an belasteten und unbelasteten Proben mit unterschiedlichen Temperaturgradienten vorgesehen. Durch die numerischen Untersuchungen lässt sich zum einen eine Parameterstudie realisieren und zum anderen kann ein verifiziertes Modell erstellt werden. Mit Hilfe dieses Modells und der auf Schallemissionsanalyse beruhenden Beobachtungen können die Bruchmechanismen bei explosiven Abplatzungen geklärt werden. Als Endergebnis sollen die Kriterien zur Vermeidung des explosionsartigen Versagens des Betons bei Brandbeanspruchung zusammengestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Josko Ozbolt