Hochdynamische Materialeigenschaften von Ultrahochleistungsbeton (UHPC)

Der vorliegende Bericht liefert einen Beitrag zur Werkstoffbeschreibung von Ultrahochleistungsbetonen unter hochdynamischer Belastung. Grundlage für die Ermittlung der Werkstoffeigenschaften ist eine Hopkinson-Bar Versuchsreihe, die Werte für die dynamische Zugfestigkeit, den dynamischen E-Modul und die dynamische Bruchenergie unter Dehnraten von 10² · s^-1 liefert. Ein Vergleich mit den Ergebnissen dieser Parameter für Normalbeton und hochfesten Betonen ermöglicht eine Einordnung des Ultrahochleistungsbetons in etablierte Ansätze und Berechnungsvorschriften und liefert einen Bewertungsansatz für die maßgebenden mechanischen Vorgänge. Unter Einbeziehung der Bruchenergie und der Spannungs-Rissöffnungs-Beziehung für UHPC in das RHT-Betonmodell werden Hydrocode Simulationen durchgeführt, die den Versuch am Hopkinson-Bar adäquat abbilden können.

Material Properties of Ultra High Performance Concrete (UHPC) at High Strain Rates
The presented paper is a contribution to the material description of Ultra High Performance Concrete (UHPC) under high-speed dynamical loading conditions. Based on a series of Hopkinson-Bar experiments dynamical material parameters such as the Tensile Strength, Young's Modulus and Fracture Energy are derived at high strain rates of 10² · s^-1. A comparison with the results of these parameters for normal and high strength concrete leads to a qualitative and quantitative evaluation of UHPC at high strain rates. With the extension of the established RHT material model for UHPC by the material's Fracture Energy and Stress-Crack-Opening-Relation the Hopkinson-Bar experiments are simulated appropriately.