Experimentelle Untersuchungen zur Streuung im Zugtragverhalten von Stahlfaserbeton

Stahlfaserbeton wird in Europa seit über 30 Jahren in verschiedenen Bereichen des Bauwesens erfolgreich eingesetzt. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich von Fundament- und monolithischen Betonplatten über Fertigteile und Tiefbau bis hin zu Tunnelbau und wasserundurchlässigen Bauteilen. Das Hauptanwendungsgebiet stellen allerdings nach wie vor Industriefußböden dar. Große Streuungen in den Materialkennwerten erschweren die Anwendung für Bauteile mit nennenswerten Beanspruchungen. Am Institut für Betonbau der TU Graz wurden daher in den vergangenen Jahren umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur Streuung des Zugtragverhaltens von Faserbeton durchgeführt. Die Untersuchungen beinhalten 4-Punkt-Biegezugversuche, balkenartige Träger und großformatige Kellerbauteile. Die Ergebnisse der Biegezugversuche verdeutlichen die große Streuung im Nachrisszugtragverhalten unabhängig von Frischbetonkonsistenz und Faserlänge. Entlang der langen Balken, welche sich in verwendeter Faserlänge und Herstellungsart unterscheiden, wurden die Faserorientierung und -verteilung mit dem fotooptischen Verfahren bestimmt. Die Orientierung der Fasern ist bei allen Balken annähernd konstant, während die Anzahl der in der Schnittfläche vorhandenen Fasern stark streut. Um realistische Bedingungen zu simulieren, wurden eine Bodenplatte und zwei Wände mit praxisähnlichen Abmessungen hergestellt und anschließend die Faserorientierung und -verteilung bestimmt. Es konnte ebenfalls eine große Streuung in der Faserverteilung festgestellt werden, während die Faserorientierung nur in geringem Maße schwankt.

Experimental investigations on the scattering in the post cracking tensile behaviour of steel fibre reinforced concrete
Steel fibre reinforced concrete (SFRC) has been successfully used in Europe for over 30 years in certain areas of concrete constructions. Its applications range from shotcrete and prefabricated concrete products to monolithic basements, tunnelling and waterproof elements. However, the main area of application remains industrial concrete floor slabs. Therefore, extensive experimental investigations concerning the scattering in the tensile post cracking behaviour of SFRC were carried out at Institute for Structural Concrete, Graz University of Technology. The investigations include 4-point-bending tests, long beams and large-sized cellar components. The results of the bending tests clarify the large scattering in the tensile post cracking behaviour independent of fresh concrete consistency and fibre length. The fibre distribution and orientation along the long beams, which differ in fibre length and manufacturing method, was determined by an optoanalytic method. While the fibre orientation is almonst constant in all beams, the number of fibres in the sections exhibits larger scattering. To consider realistic conditions a basement and two rising walls were manufactured and the fibre distribution and orientation in them were investigated. It could also be detected, that the fibre distribution scatters strongly, in contrast to the fibre orientation which is almost constant.