Zusammenwirken von Faser- und Betonstahlbewehrung bei biegebeanspruchten UHPC-Bauteilen

Ultrahochfester Beton (UHPC) bietet ein großes Potenzial hinsichtlich nachhaltiger Lösungen für Instandsetzungen und Verstärkungen von bestehenden Tragwerken, aber auch für ressourcensparende Neubauten. In diesem Zusammenhang ist eine Kombination zwischen Mikrostahlfasern und gewöhnlicher Betonstahlbewehrung sinnvoll, da sich Synergieeffekte bezüglich der Rissbreitenbegrenzung und des Lastabfalls bei Verformungslokalisation erzielen lassen. Zur Bestätigung dieser Einschätzung wurden Biegeversuche mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und Bewehrungskombinationen durchgeführt. Dank moderner Messmethoden konnte hierbei die Rissbreitenentwicklung über den gesamten Versuchsablauf, auch bei sehr feinen Rissen, kontinuierlich erfasst werden. Die Analyse der Versuchsergebnisse zeigt, dass bei der Ermittlung der Biegetragfähigkeit des Querschnitts die volle Wirkung der Betonstahl- (Fließen) und der Faserbewehrung (Nachrisszugfestigkeit) addiert werden dürfen, unabhängig vom Fasergehalt. Auf Basis der gewonnen Messdaten wurde außerdem ein vereinfachter Ansatz zur Berechnung der Rissbreiten im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit abgeleitet.

Interactions of fibre and ordinary reinforcement in flexural loaded UHPC components
Ultra high performance concrete (UHPC) offers great potential in terms of sustainable solutions for rehabilitation and strengthening of existing structures as well as resource-saving new constructions. In this context, the combination of fibre and ordinary reinforcement can be very effective due to the synergy effects regarding crack width limitation and braking of load drop after deformation localisation. Bending tests with different cross-section geometries and reinforcement combinations were carried out in order to confirm this assessment. Thanks to modern measuring methods, the crack width development could be continuously recorded over the entire test sequence, even for very fine cracks. The results show that the full effect of the reinforcing steel (yield strength) and the fibre reinforcement (post-cracking tensile strength) can be added together for the determination of the load-bearing capacity; independent of the fibre content. Furthermore, a simplified approach for the calculation of crack widths in the serviceability limit state was derived on the basis of the obtained measurement data.