Brand- und Abplatzverhalten von Tunnelbetonen - Einfluss der Probekörperabmessungen und einer äußeren mechanischen Beanspruchung

Die Verwendung von PP-Faserbetonen für die Anwendung in Tunnelbauwerken hat in den vergangenen Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dabei werden die PP-Fasern gezielt eingesetzt, um bei einem Brandereignis die möglichen Abplatzungen infolge der schnellen Temperaturanstiege zu verhindern.
Im Rahmen der verschiedenen, meist projektbezogenen Brandversuche wird dabei häufig die Frage gestellt, inwiefern die Abmessungen der zu untersuchenden Probekörper sowie die eingeleiteten äußeren mechanischen Beanspruchungen einen Einfluss auf das Brand- und Abplatzverhalten der zu untersuchenden PP-Faserbetone haben und inwiefern die daraus resultierenden Versuchsergebnisse untereinander vergleichbar sind.
Trotz einer Vielzahl bisher durchgeführter Brandversuche ist eine direkte Antwort auf diese Fragen noch nicht möglich, da neben den materialbezogenen und geometrischen Einflussparametern auch versuchs- bzw. einwirkungsbedingte Abhängigkeiten bestehen.
Daher wurden an der MFPA Leipzig GmbH in einer gezielten Parameterstudie insgesamt 16 einzelne Probekörper mit zwei verschiedenen geometrischen Abmessungen experimentell untersucht. Alle Probekörper wurden aus einem PP-Faserbeton mit zwei verschiedenen PP-Fasergehalten hergestellt. Es wurden unbelastete sowie einaxial belastete Brandversuche an den Probekörpern durchgeführt.

Influence of the Test Specimen Dimensions and the External Mechanical Load Application on the Fire and Spalling Behavior of Tunnel Concretes
The use of PP-fibre concrete for applications in tunnel structures has become increasingly important over recent years. Here, the PP fibres are used in a targeted way in order to prevent potential spalling in the event of fire as a result of the rapid rise in temperatures.
Within the scope of the various, generally project-related fire tests, the question often arises as to how the dimensions of the specimens to be tested and the external mechanical loads that are introduced affect the fire and spalling behaviour of the PP fibre concretes to be tested, and the extent to which these initial parameters and the results of the subsequent tests affect each other.
Despite a number of fire tests that have been performed to date, no direct answer to these questions was possible up to now, since alongside the material-based and geometric influencing factors, test-dependent and impact-related dependencies exist. This is why MFPA Leipzig GmbH investigated and tested a total of 16 individual specimens, with two different geometric dimensions as a study. All specimens were produced from PP fibre concrete and two different PP fibre contents. Fire tests were performed on specimen dimensions without a load as well as with a uniaxial load.