Einfluss rezyklierter Gesteinskörnung auf das Verbundverhalten von Betonstahl in Beton

Die Verwendung rezyklierter Gesteinskörnung in gängigen Hochbaubetonen wird als vielversprechender Ansatz betrachtet, um natürliche Ressourcen zu schonen. Die vorliegende Studie konzentriert sich darauf, das Verbundverhalten von Bewehrungsstahl in Betonen mit hohen Anteilen rezyklierter Gesteinskörnung aus Betonbruch zu untersuchen. Um einen möglichen Einfluss der Eigenschaften der Gesteinskörnung zu klären, wurden fünf unterschiedliche Körnungen in zwölf Betonen untersucht. Die Ergebnisse der Pull‐out‐Versuche wurden mithilfe eines analytischen Verbundgesetzes ausgewertet, um auf eine resultierende Bemessungsverbundspannung schließen zu können. Eine tendenzielle Abnahme der maximal aufnehmbaren Verbundspannung mit hohen Anteilen an rezyklierter Körnung konnte beobachtet werden. Die daraus resultierenden Bemessungswerte der Verbundfestigkeit liegen niedriger als beim Referenzbeton, jedoch über den Vorgaben des Eurocode 2. Die Abnahme der Bemessungsverbundspannung scheint sowohl über die Volumenanteile rezyklierter Körnung als auch über die Betonrohdichte abschätzbar. Insgesamt zeigt die Studie, dass das Verbundverhalten von Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung dem des Normalbetons in Haft‐, Scher‐ und Reibungsverbund ähnelt, wobei die tatsächlichen Auswirkungen auch von den spezifischen Eigenschaften der verwendeten Körnung abhängen.

The use of recycled aggregates in common structural concretes is considered a promising approach to conserve natural resources. The present study focuses on investigating the bond behaviour of reinforcing steel in concrete with high portions of recycled aggregate from crushed concrete. To clarify a possible influence of the aggregate properties, 5 different aggregates were tested in 12 concretes. The results of the pull‐out tests were evaluated with the help of an analytical bond equation to be able to draw conclusions about the resulting design bond stress. A tendency towards a decrease in the maximum absorbable bond stress with high portions of recycled aggregate was observed. The resulting design values of the bond strength are lower than for the reference concrete, but above the specifications of Eurocode 2. The decrease in the design bond stress appears to correlate with the volume fractions of recycled aggregate and the concrete bulk density. Overall, the study shows that the bond behaviour of concrete with recycled aggregate is similar to that of normal concrete in terms of bond, shear and friction, although the actual effects also depend on the specific properties of the aggregate used.