Einfluss des Wassergehalts auf die Druckfestigkeit von Beton unter hohen Dehnraten

In dieser Studie wurde der Einfluss verschiedener Lagerungsbedingungen auf die statische und dynamische Druckfestigkeit von drei Betonen (C20/25, C35/45 und C60/75) untersucht. Dabei wurden die Proben gezielt getrocknet und wassergesättigt und anschließend sowohl statisch als auch dynamisch geprüft. Die dynamischen Versuche wurden in einem Split-Hopkinson-Bar durchgeführt. Hierbei konnten je nach Betonfestigkeitsklasse Festigkeitssteigerungen von 200 bis 300 % bei Dehnraten im Bereich von 90 bis 160 1/s festgestellt werden. Im Vergleich zur Lagerung unter Umgebungsbedingungen sinkt die Druckfestigkeit durch die Trocknung aufgrund der Mikrorissbildung. Des Weiteren sinken die statischen und dynamischen Betondruckfestigkeiten von wassergesättigten Proben im Vergleich zu trockenen Proben. Dieser Abfall konnte sowohl unter statischer als auch unter dynamischer Beanspruchung beobachtet werden und ist unabhängig von der Dehnrate. Die trockenen Proben versagen explosionsartiger mit einer erhöhten Anzahl an Rissen und Bruchstücken im Vergleich zu wassergesättigten Proben. Weiterhin konnte am Beispiel zweier Fallturmversuche von einem trocken und einem wassergelagerten großformatigen Betonbauteil gezeigt werden, dass vorhandenes Porenwasser einen signifikanten Einfluss auf das Versagensbild und die Übertragung der Impaktbelastung in die Auflagerkonstruktion hat.
Dieser Aufsatz wurde in ähnlicher Weise bereits in [1] veröffentlicht.

The influence of water saturation on the compressive strength of concrete under high strain rates
In this study, the influence of different water saturation achieved by different storage conditions on the static and dynamic com-pressive strength of three different concretes were investigated. The specimens were first dried then water-saturated and tested both under static and impact loading. The impact tests were carried out in a split Hopkinson bar. Depending on the concrete strength class, increases in the compressive strength of 200 % to 300 % at strain rates in the range of 90 to 160 1/s were observed. Compared to storage under ambient conditions, the compressive strength decreases as a result of drying due to microcrack formation. Furthermore, the concretes compressive strengths of water-saturated specimens decrease compared to dry specimens. This decrease was observed under both static and impact loading and is independent of the strain rate. The failure of the dry specimens was more explosive with an increased number of cracks compared to water-saturated specimens. Furthermore, two drop tower tests with an unsaturated and a water-saturated large-format concrete specimen showed that the increase in pore water content significantly influenced the failure pattern and decreased the reaction forces.
This article was published in a similar way in [1].