Zur Druckfestigkeit und Drucksteifigkeit des infolge Querzugs gerissenen ultrahochfesten Betons

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Fehling zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Querzug und Rissbildung führen bei Stahlbeton allgemein zu einer Verminderung der Druckfestigkeit. In Biaxialversuchen an bewehrten Scheiben konnte dies auch für ultrahochfesten Beton (UHFB) bestätigt werden. Dabei ist die Reduzierung der Druckfestigkeit für Feinkorn-UHFB bereits bei kleinen Querzugdehnungen deutlich ausgeprägt. Neben der Druckfestigkeit ist auch die Drucksteifigkeit von einer Abminderung infolge Querzugs und Rissbildung betroffen. Dies lässt sich an UHFB aufgrund seines weitgehend linear elastischen Verhaltens unter Druckbeanspruchung sehr gut nachvollziehen. Durch Zugabe von Stahlfasern verringert sich die Abminderung der Druckfestigkeit sowie der Drucksteifigkeit. Insgesamt fällt die Abminderung der Druckfestigkeit sowohl für faserfreien stabstahlbewehrten UHFB als auch für mit einer Kombination aus Stabstahl und Stahlfasern bewehrten UHFB kaum größer aus als für normalfesten Stahlbeton bzw. normalfesten stahlfaserverstärkten Stahlbeton. Die vorgestellten Ergebnisse erlauben die Formulierung eines Materialmodells für den infolge Querzugs gerissenen, druckbeanspruchten UHFB.

Compressive strength and stiffness of Ultra-High Performance Concrete subjected to transverse tension and cracking
Transverse tension and cracking generally lead to a reduction of compressive strength in reinforced concrete. This could also be confirmed for ultra-high performance concrete (UHPC) in biaxial tests on reinforced concrete panels. The reduction in compressive strength for fine-grained UHPC is already pronounced even with small transverse tensile strains. Besides compressive strength, the compressive stiffness is affected by a reduction due to transverse tension and cracking, too. This can be examined very well on UHPC due to its largely linear elastic behaviour under compressive loading. The addition of steel fibres minimises the reduction of compressive strength as well as compressive stiffness. Overall, the reduction of compressive strength is only little larger for both UHPC reinforced with steel bars only and UHPC reinforced with a combination of steel bars and steel fibres than for normal-strength concrete reinforced in the same manner. Based on the results presented here, a material model for cracked UHPC under compression loading may be developed.