Einfluss der Querschnittshöhe auf die Biegezugfestigkeit von ultrahochfestem Beton

Neben der zentrischen Zugfestigkeit definiert Eurocode 2 (EC2) eine sogenannte Biegezugfestigkeit. Die Biegezugfestigkeit hängt von der Betonzugfestigkeit, der Querschnittshöhe des Biegebauteils und von der Sprödigkeit des Betons ab. Bei der Ermittlung von Spannungen und Biegeverformungen im Gebrauchszustand darf nach EC2 von ungerissenen Querschnitten ausgegangen werden, wenn die Biegezugspannung die Biegezugfestigkeit nicht überschreitet. Für ultrahochfesten Beton (UHFB) fehlt bislang ein rechnerischer Ansatz zur Bestimmung der Biegezugfestigkeit. Daher werden in dieser Arbeit die Biegezugfestigkeit, die zentrische Zugfestigkeit, die Spaltzugfestigkeit und die Druckfestigkeit an faserfreiem Feinkorn‐ und Grobkorn‐UHFB bestimmt und zusammen mit Daten anderer Studien untereinander in Beziehung gesetzt. Es zeigt sich, dass Grobkorn‐UHFB bei vergleichbarer Druckfestigkeit tendenziell niedrigere Zug‐, Biegezug‐ und Spaltzugfestigkeiten als Feinkorn‐UHFB aufweist. Durch Wasserlagerung der Probekörper kann Eigenspannungen vorgebeugt werden, die bei Wärmebehandlung oder Trockenlagerung die messbare Zugfestigkeit mit zunehmender Querschnittsgröße stärker mindern. Zur rechnerischen Bestimmung der Biegezugfestigkeit von UHFB wird ein Ansatz vorgeschlagen, der eine lineare Abhängigkeit von der Querschnittshöhe vorsieht. Der Ansatz kann für Feinkorn‐ und Grobkorn‐UHFB angewendet werden. Die Ergebnisse der Arbeit sollen Eingang in die DAfStb‐Richtlinie „Ultrahochfester Beton“ finden.

Besides axial tensile strength, Eurocode 2 (EC2) defines a so‐called flexural tensile strength. The flexural tensile strength depends on the concrete tensile strength, the section depth of the member, and the brittleness of concrete. When calculating stresses and deflections under service loads, uncracked cross‐sections may be assumed acc. to EC2 if the flexural tensile stress does not exceed the flexural tensile strength. So far, a calculation method for determining the flexural tensile strength does not exist for ultra‐high performance concrete (UHPC). Therefore, in this work, the flexural tensile strength, the axial tensile strength, the splitting tensile strength, and the compressive strength of fine‐ and coarse‐grained UHPC without fibres are determined and related to each other also considering data from other studies. It turns out that coarse‐grained UHPC tends to show lower tensile strength than fine‐grained UHPC with comparable compressive strength. For specimens treated with heat or stored in dry climatic condition, internal stresses reduce the effective tensile strength to a greater extent when the section depth increases. By storing the test specimens in water, internal stresses can be prevented. An approach is proposed for calculating the flexural tensile strength of both fine‐ and coarse‐grained UHPC, which assumes a linear dependence on the section depth. The results are intended to be considered with the DAfStb Guideline “Ultra‐high Performance Concrete”.