Innovativer Mehrfachprüfstand zur zyklischen Beanspruchung großformatiger Betonprobekörper

In Betonbauwerken können zyklische Belastungen bereits lange vor einem Ermüdungsversagen zu Degradationserscheinungen im Mikrogefüge führen. In Kombination mit anderen Einwirkungen, z. B. alkalihaltige Taumittel oder Meerwasser, kann dadurch die Dauerhaftigkeit beeinträchtigt werden. Bei den zyklischen Belastungen ist zwischen lastabhängigen und lastunabhängigen zu unterscheiden. Lastunabhängige wiederkehrende Beanspruchungen stellen sich insbesondere durch thermische, in Sonderfällen auch durch hygrische Verformungen im Jahres- und Tagesgang ein. Lastabhängige zyklische Beanspruchungen können unterschiedlicher Natur sein, z. B. infolge Verkehr auf Fahrbahnen oder Brücken oder bei Windkraftanlagen infolge der Rotorblätter. Um den Einfluss der zyklischen Belastungen auf die Degradation und in Folge auf die Dauerhaftigkeit zeitraffend erfassen zu können, wurde am Lehrstuhl für Baustofftechnik der Ruhr-Universität Bochum ein Mehrfachprüfstand für solche Beanspruchungen entwickelt. Dieser Prüfstand erlaubt eine praxisnahe Simulation zyklischer Lasten an großformatigen Betonkörpern. Die Entwicklung, das Funktionsprinzip sowie der erfolgreiche Einsatz des Mehrfachprüfstandes in mehreren Forschungsvorhaben werden in dieser Veröffentlichung dargestellt.

Innovative test setup for the cyclic loading of multiple large-format concrete specimens
In case of concrete structures, cyclic loading can cause a microstructural degradation long before critical fatigue failure. In combination with other exposures, such as de-icing agents or sea water, this can result in an impairment of the durability. Therefore, load-dependent and load-independent cyclic loads must be distinguished. Load-independent but recurring loads are defined by thermal and hygroscopic deformations during the annual and daily changes for each concrete component. Load-dependent cyclic loads can be caused by i.e. traffic on concrete pavements or bridges or from the rotor blades of wind power plants. In order to be able to record the influence of the cyclic loads and their consequences on the durability (degradation of the concrete structure), also in combination with other exposures, a test setup was developed at the Institute of Building Materials at the Ruhr-University Bochum. This test setup allows a realistic simulation of cyclic loads on large-scale concrete specimens. The development, the functional principle and the successful use of the multiple test setup in several research projects are presented in this publication.