
Chemical Prestressing of Thin Concrete Elements with Carbon Textile Reinforcement
Berichte des Instituts für Massivbau der Universität Hannover, Band 18Katarzyna Zdanowicz
Hrsg.: Leibniz Universität Hannover, Institut für Massivbau; Nabil A. Fouad
2021, 169 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Sprache: Englisch
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-7388-0634-2
Inhalt
Die Vorspannung des Betons mit nichtmetallischer Bewehrung ist ein Bereich des Bauingenieurwesens, der zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Für Textilbewehrung, die aufgrund der geometrischen Form und Struktur für die Vorspannung besonders herausfordernd ist, stellt die Technologie der chemischen Vorspannung, bei der Quellzemente anstelle mechanischer Vorrichtungen zur Einleitung von Spannungen verwendet werden, eine alternative Lösung dar.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Quellbetonelemente mit Textilbewehrung auf uniaxiales Zugverhalten, auf Verbund- und Biegeverhalten untersucht. Die Messungen der Dehnungen über die Zeit und die Untersuchungen des Verhaltens der Probekörper bestätigten, dass die chemische Vorspannung von Bauteilen mit Textilbewehrung erreichbar ist. Die eingeleiteten Spannkräfte und der Einfluss der Vorspannung auf den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit mit Schwerpunkt auf der Risslast wurden quantifiziert.
Prestressing of concrete with non-metallic reinforcement is an emerging field in structural engineering. For textile reinforcement, because of its geometrical form and structure, a chemical prestressing technology where expansive cement is used to induce stresses instead of mechanical devices, comes as an alternative yet promising method.
The behaviour of expansive concrete members with carbon textile reinforcement was experimentally assessed in uniaxial tensile, pull-out and flexural tests. Measurements of expansion in time and results of subsequent loading tests have confirmed that chemical prestressing of elements with textile reinforcement can be realized. The introduced prestressing forces were quantified and the influence of prestressing on serviceability limit state with a focus on cracking load was analysed.
Verfügbare Formate
Inhaltsverzeichnis
1 Introduction
1.1 Motivation
1.2 Research objectives
1.3 Scope of the research
1.4 Thesis outline
I THEORY
2 Chemical prestressing
2.1 Phenomenon of chemical prestressing
2.2 History
2.3 Field applications
2.4 Codes and guidelines
3 Expansive Materials
3.1 Expansive cements and admixtures
3.2 Factors influencing expansion
3.2.1 Compatibility with other materials
3.2.2 Mixing time and temperature
3.2.3 Geometry and restraint
3.2.4 Water curing and re-expansion phenomena
3.3 Influence on compressive strength
3.4 Influence on bending crack resistivity
3.5 Creep of expansive concrete
3.6 Long-term behaviour and durability
3.7 Mechanism of expansion
3.7.1 Crystal Growth Theory
3.7.2 Swelling Theory
3.7.3 Theory of Crystallization Pressure
II EXPERIMENTAL RESEARCH
4 Experimental programme
4.1 Programme of experimental research
4.2 Materials and specimens nomenclature
4.2.1 Concrete mixtures
4.2.2 Textile reinforcement
4.3 Specimens
4.3.1 Nomenclature
4.3.2 Geometry
5 Concrete parameters
5.1 Compressive strength
5.2 Modulus of elasticity
5.3 Tensile Strength
5.3.1 Flexural and direct tensile strength
6 Expansion measurements
6.1 Measurement methods
6.1.1 Restrained Expansion Test
6.1.2 Surface strain measurements
6.1.3 Vibrating wire strain sensors
6.1.4 Distributed Fibre Optic Sensors
6.2 Results of free expansion measurements
6.3 Results of RET measurements
6.4 Results of measurements with DFOS
6.4.1 Expansion of beams
6.4.2 Expansion of tensile specimens
6.4.3 Expansion of slabs with textile reinforcement
6.5 Summary
7 Pull-out and tensile tests
7.1 Pull-out tests
7.1.1 Test setup
7.1.2 Pull-out force – crack width relationship
7.1.3 Maximum bond strength
7.2 Tensile tests
7.2.1 Test setup
7.2.2 Tensile strength results
7.2.3 Coeffcient of effciency
7.2.4 Chemical prestress of tensile specimens
7.2.5 Strains residuum
7.3 Summary
7.3.1 Summary of pull-out tests
7.3.2 Summary of tensile tests
8 Flexural tests
8.1 Beam specimens
8.1.1 Test setup
8.1.2 Load-displacement relationship
8.1.3 Cracking pattern
8.1.4 Chemical prestress of beam specimens
8.2 Mid-scale slabs with textile reinforcement
8.2.1 Test setup
8.2.2 Load-displacement relationship
8.2.3 Cracking pattern and crack spacing
8.3 Large-scale slab specimens
8.3.1 Test setup
8.3.2 Load-displacement relationship
8.3.3 Cracking pattern
8.3.4 Analysis of prestress
8.4 Summary
9 Discussion and conclusions
9.1 Fulfillment of research objectives
9.2 Overall performance index
9.3 Outlook
A Large slab specimens – additional results
B Beam specimens – additional results
C Tensile specimens – additional results
List of Figures
List of Tables
Bibliography
Textilbeton, Quellbeton, Betonelement, Betonprüfung, Textilbewehrung, Carbonbeton, Vorspannung, Chemische Vorspannung, Zugversuch, Biegeversuch, Bauforschung, Dissertation,
Proceedings of the 7th RILEM Workshop on High Performance Fiber Reinforced Cement Composites
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Edition Detail
2010, 203 S., 101 Abb., 11 Taf. 23.5 cm, Softcover
VBT Verlag Bau u. Technik
DBV-Heft, Band 7
Beispielsammlung zur Bemessung nach DBV-Merkblatt. (zurückgezogen)
2004, 162 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
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