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Zur Druck-Querzug-Festigkeit von Stahlbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton in scheibenförmigen Bauteilen

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[Quelle: http://www.uni-kassel.de]

In der Arbeit wurden Bauteilversuche an zweiaxial auf Druck-Zug belasteten, faserfreien und faserverstärkten Stahlbetonscheiben durchgeführt. Dabei wurden die Auswirkungen der Querzugbeanspruchung und der Rissbildung auf die Druckfestigkeit, auf die Stauchung bei Erreichen der Höchstlast sowie auf die Drucksteifgkeit des stabstahl- und faserbewehrten Betons an insgesamt 56 faserfreien und faserverstärkten Beton- und Stahlbetonscheiben untersucht. Auf der Grundlage der experimentell ermittelten Ergebnisse wird ein Vorschlag zur Abminderung der Druckfestigkeit des gerissenen faserfreien und faserbewehrten Stahlbetons in Abhängigkeit der aufgebrachten Zugdehnung formuliert. Die Ergebnisse werden den in DIN 1045-1, Eurocode 2, CEB-FIP Model Code 1990 und ACI Standard 318-05 angegebenen Bemessungsregeln für die Druckstrebenfestigkeit des gerissenen Stahlbetons gegenübergestellt und mit den Untersuchungen anderer Wissenschaftler verglichen. Die bekannten Widersprüche zwischen Versuchsergebnissen, den vorgeschlagenen Modellen und den Regelwerken aus den USA, Kanada und Europa können dabei weitgehend aufgeklärt werden. Für nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung und für Verformungsberechnungen wird ein Materialmodell des gerissenen faserfreien und faserbewehrten Stahlbetons abgeleitet. Hierzu wird die für einaxiale Beanspruchungszustände gültige Spannungs-Dehnungs-Linie nach Bild 22 der DIN 1045-1 auf den Fall der zweiaxialen Druck-Zug-Beanspruchung erweitert.

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Betonprüfung kompakt
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Die 33 wichtigsten Untersuchungen in Wort und Bild
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Das Buch enthält Anleitungen zur Durchführung der 33 wichtigsten genormten und nicht genormten Baustoffuntersuchungen. Sie werden unterteilt in Zementprüfungen, Gesteinskörnungsprüfungen, Frischbetonprüfungen, Festbetonprüfungen und Prüfungen im Bestand. Das Buch richtet sich an Studenten, Berufsschüler, Auszubildende in Industrie und Handwerk sowie an Baustoffprüfer, die zuverlässige Informationen zu häufig angewendeten, aber auch zu weniger oft eingesetzten Prüfverfahren benötigen. Die Prüfverfahren werden in bewährter Checklistenform - unterteilt in Schwierigkeitsgrad der Prüfung / Prüfvorschrift / Grundsätze, Bedeutung, Anwendung / Geschätzte Arbeitsdauer / Benötigte Geräte und Hilfsmittel / Bereitzustellendes Prüfmaterial / Arbeitsschritte der Prüfung / Häufige Fehlerquellen / Unfallrisken und Sicherheitshinweise / Weiterführende Medien und Referenzdokumente / Mindestangaben im Prüfbericht - vorgestellt und mit ca. 400 Fotos, 150 Gleichungen und Beispielrechnungen erläutert. Mit der Durchführung aller vorgeschriebenen Arbeitsschritte wird gewährleistet, dass die chronologischen Prüfabläufe eingehalten werden und die Ergebnisse reproduzierbar sind. Einige Prüfungen werden vereinfacht dargestellt, um die zum Teil sehr komplexen Verfahren nachvollziehbar und transparent zu gestalten. Die Beachtung der Angaben zu potenziellen Fehlerquellen ermöglicht es, Fehler von vornherein auszuschließen. Zu jedem Prüfverfahren wird im Buch ein ausgefüllter Vordruck eines Prüfberichts mit allen notwendigen Angaben abgebildet, der dem Leser als Beispiel dienen soll und von ihm ggf. auf seine Erfordernisse angepasst werden kann.

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Patrick Filipaj
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Gebäude, deren Außenhüllen aus homogenem Dämmbeton oder "Konstruktionsdämmsichtbeton" bestehen, haben die besondere Eigenschaft, dass sie auf eine zusätzliche Dämmschicht verzichten können. Diese spezielle Betonart stößt bei vielen Architektinnen und Architekten auf großes Interesse: endlich ein Material, mit dem wieder ontologische Betonkonstruktionen möglich sind, die mit ihren beidseitigen Sichtbetonflächen an die Tradition der Beton-brut-Architektur der 1950er- und 1960er-Jahre anknüpfen. Das Buch gibt zukünftigen Anwendern und interessierten Fachleuten einen Überblick über das Potenzial dieses zukunftsträchtigen Materials. Im ersten Teil wird der Baustoff Dämmbeton von seiner Entstehungsgeschichte her beleuchtet, die in ihren Vorläufen bereits in der Antike beginnt. Es folgt die materialtechnologische Sicht mit besonderem Augenmerk auf die relevanten Unterschiede zu Normalbeton, beispielsweise bei der Frischbetonherstellung. Im zweiten Teil werden zeitlich und architektonisch besonders interessante Dämmbetonbauten als Case Studies ausführlich dokumentiert. Die Übersicht zeigt das gestalterische Potenzial von Dämmbeton und mögliche Detaillösungen anhand von Fotos, Werk- und Detailplänen. Im Schlusskapitel wird dargestellt, wieso Dämmbeton erst jetzt beziehungsweise gerade jetzt auf ein so starkes Interesse stößt; zugleich wird das mögliche Potenzial von zukünftigen Dämmbetonprojekten aufgezeigt.

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Fernando Acosta Urrea, Frank Dehn, Lothar Stempniewski
Influence of elevated temperatures up to 100 °C on the mechanical properties of concrete
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 84
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Experiments to characterize the effects of moisture content and temperature on the mechanical properties of concrete were conducted. Based on these experiments, a new overall material model capable of predicting the mechanical behaviour of concrete subject to elevated temperatures up to 100 °C was developed. The material model estimates the time, temperature and moisture dependency of the compressive and tensile strength, creep and shrinkage of concrete.

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Ist-Zustandserfassung von Parkbauten in Betonbauweise
DBV-Heft, Band 39
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Der Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen haben im Bereich von Parkhäusern und Tiefgaragen aufgrund der dort herrschenden Beanspruchungen eine besondere Bedeutung. Dies gilt vorrangig für die Instandhaltung von solchen Parkdecks, die direkt befahren sind, da diese erheblichen Beanspruchungen aus Chloriden in Kombination mit wechselnd nassen und trockenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Wichtigste Voraussetzung für die sachkundige Planung von Instandsetzungsmaßnahmen ist die Ist-Zustandserfassung der betroffenen Betonbauteile. Dazu gehört nicht nur die Aufnahme von augenfälligen Schadensbildern, sondern auch die eingehende Untersuchung von schadensträchtigen Betonbauteilen. Diese wird üblicherweise mittels einer Kombination aus zerstörungsfreien und zerstörungsarmen Prüfverfahren durchgeführt. Welche Verfahren und Verfahrenskombinationen sind für eine Ist-Zustandserfassung von Betonbauteilen geeignet und haben sich in der Praxis bewährt? Was ist bei ihrer Durchführung zu beachten und wie sind die Prüfergebnisse zu beurteilen? Das Heft geht diesen Fragen nach und gibt entsprechende Antworten beziehungsweise liefert Ansätze für Problemlösungen. Die Beiträge wurden von Autoren erarbeitet, die bei den vom DBV jährlich bundesweit veranstalteten Arbeitstagungen zur Betoninstandsetzung referierten.

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Michael Vogel
Schädigungsmodell für die Hydroabrasionsbeanspruchung zur probabilistischen Lebensdauerprognose von Betonoberflächen im
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Wasserbauliche Anlagen unterliegen vielfältigen Einwirkungen. Besonders die mechanische Einwirkung auf Betonoberflächen infolge der mit Feststoffen befrachteten Wasserströmung stellt eine maßgebende Beanspruchung dar. Die Behandlung der Dauerhaftigkeit von Beton bzgl. des Hydroabrasionsverschleißes erfolgte bisher nur ansatzweise. Hinsichtlich der Verschleißprüfverfahren, -kennwerte und Schädigungsmodelle existierten Kenntnislücken, die im Rahmen dieser Arbeit geschlossen wurden.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Ludger Lohaus, Patrick Rzeczkowski
Untersuchungen von Kurzzeit-Performance-Eigenschaften zur Abschätzung des Langzeitverhaltens von Porenbeton
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3392
2021, 52 S., 23 Abb. u. 10 Tab.,
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Im Rahmen vorangegangener Forschungsvorhaben wurde von allen seinerzeit in Deutschland produzierenden Porenbetonherstellern ein Hersteller identifiziert, dessen Porenbetonsteine extreme Druckfestigkeitsverluste nach 18-monatiger Lagerung unter "normaler" Außenluft aufwiesen. Ziel war es daher, die Ergebnisse aus den vorangegangen Forschungsvorhaben auf aktuelle Produkte aus Deutschland und aus dem Ausland zu überprüfen.

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Oliver Fischer, Roland Niedermeier, Sebastian Schmidt
Erarbeitung von materialspezifischen Widerstandskennwerten für die Verbundfugenbemessung von Stahlfaserspritzbetonergänzungen im Hinblick auf das nationale Anwendungsdokument zu DIN EN 14487 und DIN EN 14488. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3364
2019, 104 S., 45 Abb. u. 32 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Tragfähigkeit der Verbundfuge von unbewehrten Stahlfaserspritzbetonergänzungen experimentell sowie numerisch untersucht. Die Bewertung der Schubfestigkeit der unbewehrten Verbundfuge erfolgt durch kleinformatige Probekörper ohne Fugennormalspannung und mit Fugennormalspannung. Dabei wird der Einfluss der Oberflächenvorbehandlung, des Betonuntergrundes und des Fasergehaltes bei verschiedenen Rautiefen unter Verwendung von verschiedenen, praxisüblichen Spritzbetonmischungen untersucht. Des Weiteren werden die zwangsspannungsinduzierenden Schwindverformungen für unterschiedliche Spritzbetonmischungen ermittelt. Die statistische Auswertung der durchgeführten Kleinkörperversuche ohne Fugennormalspannung zeigt, dass bei der verwendeten Fasergeometrie mit den Bemessungsansätzen der Adhäsionstragfähigkeit nach (DIN EN 1992-1-1:2011-01) in Verbindung mit (DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04) für Bauteile, die nachträglich mit Spritzbeton bzw. unbewehrten Stahlfaserspritzbeton ergänzt werden, unter sorgfältiger Nachbehandlung ein ausreichendes Sicherheitsniveau für Fugen der Rauheitskategorie rau, verzahnt und spritzrau erreicht wird.

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Xiaochen Lin, Anya Vollpracht
Bewertung der Umweltverträglichkeit von Zementsuspensionen
Bauforschung, Band T 3357
2018, 135 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Sinne des Grundsatzpapiers "Grundsätze zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ist die Verträglichkeit eines Baustoffs für Boden und Grundwasser bei der bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen. Für Zementsuspensionen wurde der inverse Säulenversuch nach Schössner als Prüfverfahren ausgewählt, allerdings werden mit diesem Versuch überproportional große Mengen an Inhaltsstoffen ausgewaschen. Dies wurde bereits in Vorprojekten festgestellt und als Alternative ein Frischbetonstandtest vorgeschlagen. Bisher konnte in den zuständigen Gremien jedoch keine Einigung zur Prüfung von Zementsuspensionen erzielt werden. Daher wurden in diesem Projekt nochmals vergleichende Untersuchungen durchgeführt und die Datenbasis vergrößert, um die Bandbreite der kommerziellen Produkte in Deutschland abzudecken.

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Klaus Block, Rainer Becker
Untersuchungsbericht zum Tragverhalten von Kopfbolzen in Leichtbeton
Bauforschung, Band T 3361
2018, 132 S., 27 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Pro Jahr werden etwa 1,5 Mio. m3 Leichtzuschlag überwiegend im Baubereich verarbeitet. Verankerungen in Normalbeton sind bereits mit der Einführung von ETAG 001 systematisch untersucht und bemessen worden. Für Verankerung in Leichtbeton hingegen gibt es derzeit weder eine Bemessungsvorschrift noch Zulassungen. Eine direkte Übertragung der Erkenntnisse aus Normalbeton auf Verankerungen in Leichtbeton ist aber aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung und des Last-Verformungsverhaltens nicht möglich. Die grundsätzlichen Tragmechanismen sind an Kopfbolzen in gefügedichtem Leichtbeton erforscht worden, da Kopfbolzen ein klares Verhalten in Bezug auf die Lastübertragung zeigen. Durch die geringe Lastübertragungsfläche entstehen allerdings hohe Spannungen, die den Leichtbeton örtlich schädigen können und daher zu vergrößerten Verformungen führen.

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Gregor Schacht, Steffen Marx
Neufassung der Richtlinie "Belastungsversuche an Betonbauwerken". Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3035
2017, 75 S., 48 Abb. u. 7 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Belastungsversuche stellen eine sichere und wirtschaftliche Methode zur Bewertung bestehender Tragwerke dar, wenn der Nachweis einer ausreichenden Sicherheit allein rechnerisch nicht erbracht werden kann. Die Durchführung von Belastungsversuchen ist seit 2000 durch die Richtlinie "Belastungsversuche an Betonbauwerken" des DAfStb geregelt. Diese Richtlinie basiert jedoch auf Forschungsarbeiten aus den 1980er und 1990er Jahren. Die Überarbeitung der Bewertungskriterien hinsichtlich ihrer praktischen Anwendbarkeit zur Detektion beginnender Schädigungen während des Versuches, die Gewährleistung der Passfähigkeit zur europäischen Normung und die Erarbeitung von Teilsicherheitsbeiwerten für Belastungsversuche sind die Hauptanliegen des Forschungsprojektes.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Klimafreundlicher Beton. FH Münster forschte drei Jahre lang an einer alternativen Betonlösung (kostenlos)
Bauportal, 2022

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Müller, Harald S.; Acosta Urrea, Fernando; Kvitsel, Vladislav
Modelle zur Vorhersage des Schwindens und Kriechens von Beton - Teil 2a: Kriechen - Grundlagen und Analyse des Kriechmodells in DIN EN 1992-1-1:2011
Beton- und Stahlbetonbau, 2021

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Jacobs, Rita; Bock, Christoph
Ein Baustoff für die Ewigkeit? Betoninstandsetzung als werterhaltende Maßnahme
Deutsches Ingenieurblatt, 2021

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Shepherd, David Alós; Scherer, Mathias; Katzik, Walter; Dehn, Frank
Zur Ertüchtigung der Rheinbrücke Maxau mit hochfestem Beton
Beton- und Stahlbetonbau, 2021

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Minding, Tom von; Rieck, Carsten
Prüfung des Säurewiderstands von mineralischen Bauprodukten. MPA-Performance-Test
BWI - BetonWerk International, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022