Festigkeits-, Verformungs- und Bruchverhalten hochduktiler Betone mit Kurzfaserbewehrung bei Impaktbeanspruchung
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes wurden drei unterschiedliche hochduktile Betone (SHCC) unter quasi-statischen und dynamischen Zugbeanspruchungen untersucht. Alle SHCC-Arten wiesen im Vergleich zu faserfreien Betonen oder herkömmlichen Faserbetonen ein sehr hohes Energiedissipationsvermögen sowohl unter niedrigen als auch unter hohen Dehnraten auf. Es wurde gezeigt, dass die Zugfestigkeiten und die Bruchdehnungen aller geprüften SHCC dehnratenempfindlich sind. Die wichtigsten Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Die Veränderung des Zugverhaltens von SHCC mit zunehmender Dehnrate liegt in den unterschiedlichen Dehnratenempfindlichkeiten der Polymerfasern, der zementgebundenen Matrix und der Interphase (der Verbundzone) begründet. Mit zunehmender Dehnrate ändern sich die mechanischen Eigenschaften jeder der drei Phasen, jedoch nicht im gleichen Maße. Das führt zu einer deutlichen ungünstigen oder günstigen Veränderung der mikromechanischen Verhältnisse. - Der Effekt der zunehmenden Dehnrate auf das Zugverhalten von SHCC lässt sich durch eine entsprechende Materialentwicklung deutlich reduzierten. Das kann z. B. durch den Einsatz geeigneter Polymerfasern geschehen. Die eingesetzten hydrophoben Fasern aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) eignen sich für impaktresistente SHCC viel besser als solche aus hydrophilen Polyvinylalkohol (PVA). - Das Verformungs- und Bruchverhalten der mit HDPE bewehrten SHCC folgt mit zunehmender Dehnrate einer prognostizierbaren Tendenz. Dies ermöglicht einen gezielten Entwurf der SHCC- Zusammensetzungen für dynamische Belastungen.
Publications
- Behaviour of strain-hardening cement-based composites (SHCC) subjected to impact loading. In: E. Schlangen, M. G. Sierra Beltran, M. Lukovic, G., Ye (Eds.), SHCC3 3rd International RILEM Conference on Strain Hardening Cementitious Composites, RILEM Proceedings PRO 97, RILEM Publications S.A.R.L., 2014, pp. 121-128
Curosu, I., Ashraf, A., Mechtcherine, V.
- Behaviour of high strength strain-hardening cement-based composites (HS-SHCC) subjected to impact loading. In: H. W. Reinhardt, G. J. Parra-Montesinos, H. Garrecht (Eds.), HPFRCC-7, Proceedings of the 7th RILEM Workshop on High Performance Fibre Reinforced Cement Composites. RILEM Proceedings PRO 94, Fraunhofer IRB Verlag, 2015, pp. 293-300
Curosu, I., Mechtcherine, V.
- Behaviour of high-strength and normal-strength strain-hardening cementbased composites (SHCC) subjected to impact loading. In: V.K.R. Kodur, N. Banthia (Eds.), Protect 2015, Proceedings of the 5th International Workshop on Performance, Protection and Strengthening of Structures under Extreme Loading, DEStech Publications, Inc., 2015, pp. 11-18
Curosu, I., Mechtcherine, V.
- Effect of fiber properties and matrix composition on the tensile behavior of strain-hardening cement-based composites (SHCCs) subject to impact loading. Cement and Concrete Research 82 (2016) 23-35
Curosu, I., Mechtcherine, V., Millon, O.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.12.008) - Tensile behavior of strain-hardening cement-based composites (SHCC) subjected to impact loading. In: E. Fehling, B. Middendorf, J. Thiemicke (Eds.), HiPerMat 2016, Proceedings of the 4th International Symposium on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction Materials, Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau, Heft 27, 2016, pp. 135-136
Curosu, I., Mechtcherine, V.
