Über den Einfluß der Belastungsgeschwindigkeit auf den Elastizitätsmodul des Mörtels und Betons sowie des Zementsteins und Zuschlags

Zur Bestimmung des E-Moduls kennen Mertel und Beton als visko elastische Festkerper angesehen werden, deren Verformungen bei Druckbeanspruchung durch Zusammenwirken von elastischem und vis kosem Verformungsverhalten beschrieben werden kennen. Da das elastische Verhalten durch das eines Federelementes und das vis kose Verhalten durch das eines Dampfungselementes beschrieben wird, laSt sich das viskoelastische Verhalten durch die Kombinaton beider Elemente erfassen. Die sich durch Mikrorisse und Setzen im Betonge fuge ergebenden Verformungsanteile werden durch die Verformungs eigenschaften von Friktionselementen beschrieben. Wegen des sehr geringen Verformungsanteils der Mikrorisse und der Gefugesetzungen bei der E-Modulbestimmung kann dieses Verformungsverhalten auch rein viskosen Verformungen zugewiesen werden. (Abschnitt 5. ) Die Betrachtungsweise als Zweistoffsystem ermeglicht, das Verfor mungsverhalten von Mertel und Beton aus den stoffbedingten Verfor mungseigenschaften der Komponenten Zementstein und Zuschlag abzu lei ten. Mittels Regressionsbetrachtungen lassen sich fur den E Modul des Zweistoffsystems mechanisch begrundbare Modellvorstel lungen entwickeln. Um bei dieser Betrachtungsweise auch den bedeutsamen EinfluB der spannungsanderung a analytisch zu erfassen, wurden mechanisch begrundbare Modellvorstellungen unter Berucksichtigung der Bean spruchungszeit entwickelt. Dazu wurden zunachst die Spannungs Verformungs-Beziehungen bei vorgegebenem Verlauf der Spannung er mittelt (siehe Abschnitt 5. ). Aus diesen Beziehungen lieBen sich die Verformungsgleichungen von rheologischen Modellvorstellungen bestimmen. Dabei wurden die rein elastischen Formanderungen den Federelementen, die verzegert - elastischen und viskosen Form anderungen den Kelvineinheiten zugeordnet. Die Modellgleichungen weisen den allgemeinen Ansatz - 8- auf. Die entwickelten rheologischen Modellvorstellungen konnen in Modelle mit und ohne Berucksichtigung der Querdehnung ein geteilt werden.

Klappentext

Zur Bestimmung des E-Moduls kennen Mertel und Beton als visko­ elastische Festkerper angesehen werden, deren Verformungen bei Druckbeanspruchung durch Zusammenwirken von elastischem und vis­ kosem Verformungsverhalten beschrieben werden kennen. Da das elastische Verhalten durch das eines Federelementes und das vis­ kose Verhalten durch das eines Dampfungselementes beschrieben wird, laSt sich das viskoelastische Verhalten durch die Kombinaton beider Elemente erfassen. Die sich durch Mikrorisse und Setzen im Betonge­ fuge ergebenden Verformungsanteile werden durch die Verformungs­ eigenschaften von Friktionselementen beschrieben. Wegen des sehr geringen Verformungsanteils der Mikrorisse und der Gefugesetzungen bei der E-Modulbestimmung kann dieses Verformungsverhalten auch rein viskosen Verformungen zugewiesen werden. (Abschnitt 5. ) Die Betrachtungsweise als Zweistoffsystem ermeglicht, das Verfor­ mungsverhalten von Mertel und Beton aus den stoffbedingten Verfor­ mungseigenschaften der Komponenten Zementstein und Zuschlag abzu­ lei ten. Mittels Regressionsbetrachtungen lassen sich fur den E­ Modul des Zweistoffsystems mechanisch begrundbare Modellvorstel­ lungen entwickeln. Um bei dieser Betrachtungsweise auch den bedeutsamen EinfluB der spannungsanderung a analytisch zu erfassen, wurden mechanisch begrundbare Modellvorstellungen unter Berucksichtigung der Bean­ spruchungszeit entwickelt. Dazu wurden zunachst die Spannungs­ Verformungs-Beziehungen bei vorgegebenem Verlauf der Spannung er­ mittelt (siehe Abschnitt 5. ). Aus diesen Beziehungen lieBen sich die Verformungsgleichungen von rheologischen Modellvorstellungen bestimmen. Dabei wurden die rein elastischen Formanderungen den Federelementen, die verzegert - elastischen und viskosen Form­ anderungen den Kelvineinheiten zugeordnet. Die Modellgleichungen weisen den allgemeinen Ansatz - 8- auf. Die entwickelten rheologischen Modellvorstellungen konnen in Modelle mit und ohne Berucksichtigung der Querdehnung ein­ geteilt werden.

Inhalt

1. Einleitender Überblick.- 2. Zum Problem des Verformungsverhaltens von Mörtel und Beton.- 2.1. Grundlagen.- 2.2. Verformungen des Mörtels und Betons bei Be- und Entlastungsversuchen.- 2.3. Kenngrößen zur Beschreibung des elastischen und viskoelastischen Verformungsverhaltens.- 2.4. Prüfverfahren zur Ermittlung des Verformungsverhaltens.- 2.5. Rheologische Modellvorstellungen.- 2.6. Das Verformungsverhalten des Mörtels und Betons bei verschiedenen Belastungs- und Verformungsgeschwindigkeiten.- 2.7. Möglichkeiten zur Berücksichtigung des Einflusses der Belastungsgeschwindigkeit in den bisherigen Modellvorstellungen.- 3. Problemstellung der Arbeit.- 4. Ziel der Arbeit.- 5. Spannungs-Stauchungs-Beziehung von Mörtel und Beton bei gegebenem zeitlichen Verlauf der Spannung.- 6. Entwicklung von Modellvorstellungen für das Verformungsverhalten.- 6.1. Modelle ohne Berücksichtigung der Querdehnung.- 6.2. Modelle mit Berücksichtigung der Querdehnung Modell 8.- 7. Versuchsplan.- 7.1. Variabel gehaltene Einflußgrößen.- 7.2. Konstant gehaltene Einflußgrößen.- 7.3. Zielgröße.- 7.4. Versuchreihen.- 7.5. Ausgangsstoffe und Mischungsverhältnisse.- 7.6. Versuchsdurchführung.- 8. Versuchsergebnisse.- 8.1. Kenndaten des statischen Elastizitätsmoduls.- 8.2. Kenndaten des dynamischen Elastizitätsmoduls.- 8.3. Kenndaten der Zementstein- und Betonkennwerte.- 8.4. Statistische Kenngrößen.- 9. Versuchsauswertung.- 9.1. Eigenschaften des Zementsteins.- 9.2. Eigenschaften der Partikel.- 9.3. Eigenschaften des Mörtels und Betons.- 9.4. Vereinfachtes Verfahren zur Bestimmung des E-Moduls.- 10. Ausblick.- 11. Zusammenfassung.- 12. Literatur.- 13. Mathematische Ableitungen.- 14. Zusammenstellung der Tabellen.- 15. Zusammenstellung der Abbildungen.- Anmerkung.