Berücksichtigung von Temperaturfeldern bei Ermüdungsversuchen an UHPC
Melchior Deutscher
Steigende Betondruckfestigkeiten ermöglichen im Massivbau eine steigende Konstruktionsschlankheit. Der dadurch steigende Einfluss der schwingungsverursachenden Verkehrslasten gegenüber dem Eigengewicht führt zu einer größeren Relevanz der Ermüdungsfestigkeit. Bei Ermüdungsversuchen an Hochleistungsbetonen wurden bei hohen Frequenzen eine Probenerwärmung festgestellt. Diese Arbeit widmet sich der Entstehung sowie der Auswirkung der Erwärmung auf die Ergebnisse der Versuche.
Mittels einer Parameterstudie konnten die Erwärmungsursachen mit dem inneren Reibungspotential in Abhängigkeit der Schädigung und Korngrößen, dem amplitudenabhängigem Energieeintrag sowie der frequenzabhängigen Abkühlungszeit festgestellt werden. Dabei wurde mit stiegender Temperatur eine Verringerung der Bruchlastwechselzahlen beobachtet. Als Hauptursache dafür wurde die Temperaturabhängigkeit der statischen Druckfestigkeit ausgemacht. Diese reduziert sich bei Erwärmung, was bei konstantem zyklischen Lasteintrag zu einer Vergrößerung des bezogenes Lastspiels und damit zum früheren Versagen führt. In dieser Arbeit wird eine anhand der Versuchsergebnisse entwickelte analytische Methode vorgestellt, mit der mittels der gemessenen Maximaltemperatur und dem Anfangslastspiel ein äquivalentes effektives Lastspiel errechnet wird, welches die Festigkeitsveränderung des Betons berücksichtigt. Die Auswertungsmethode ermöglich eine Einordnung der Versuchsergebnisse in Wöhlerdiagramme, ohne das Material zu unterschätzen oder den Versuchsablauf durch Maßnahmen zur Verhinderung des Temperaturanstiegs zu verändern.
