Zum Tragverhalten mikrobewehrter Ultrahochleistungsbetone

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Ultrahochleistungsbeton besitzt aufgrund seiner hohen Gefügedichte hervorragende Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften. Die optimierte hohlraumarme Kornpackung führt jedoch zu einem gegenüber Normalbeton weitaus spröderen Materialverhalten. Um die Duktilität der Betonmatrix zu erhöhen, werden dem Ultrahochleistungsbeton üblicherweise hochfeste Mikrodrahtfasern zugegeben. Ein Nachteil des Einsatzes von Mikrodrahtfasern innerhalb der UHPC-Matrix stellt deren zufällige Ausrichtung und Verteilung dar. In der vorliegenden Arbeit wird auf Grundlage umfassender Laborversuche der Ersatz dieser Mikrodrahtfasern durch eine Mikrobewehrung untersucht. Die vorgestellte Mikrobewehrung wird vor dem Einfüllen des UHPC in die Schalung eingebaut und ist somit in Lage und Ausrichtung bekannt, was einen effizienten Einsatz ermöglicht. Auf Basis experimenteller Untersuchungen werden Materialmodelle definiert und ein Finite-Elemente-Modell entwickelt, welches in der Lage ist, das Trag- und Verformungsverhalten des mikrobewehrten UHPC realitätsnah abzubilden. In Analogie zum Stahlbetonbau wird ein Bemessungsmodell zur Bestimmung der Druck-, Zug- und Biegetragfähigkeit vorgestellt. Die entwickelten Bemessungstafeln zur Bemessung von Bauteilen mit Rechteckquerschnitt unter reiner Biegung berücksichtigen die Verwendung unterschiedlicher Stahlgüten, und die zugehörigen grafischen Hilfsmittel erlauben eine einfache Dimensionierung des Verbundmaterials. Neben den Aspekten der Tragfähigkeit werden auch die Dauerhaftigkeitseigenschaften von mikro- und faserbewehrtem UHPC miteinander verglichen.