Untersuchungen zur Steifigkeit und Ultraschallgeschwindigkeit dynamisch beanspruchter Betonproben

Investigations on stiffness and ultrasonic pulse velocity of concrete under fatigue loads

Mit der Entwicklung immer hoeherfestiger Betone, die schlankere Bauteile erlauben, steigt auch die Bedeutung des Verhaltens des Betons gegenueber dynamischen Einwirkungen. Es koennen Schaedigungen eintreten, die in Abhaengigkeit vom Beanspruchungsniveau und von der Lastzyklenzahl zunehmen. Zu dieser Thematik werden Untersuchungen zur Verminderung der Steifigkeit von Betonbauteilen infolge Degradation bei dynamischen Einwirkungen vorgestellt. Die Messung derartiger Steifigkeitsgradationen und Spannungsumlagerungen ist bisher auch unter Laborbedingungen nicht gelungen. Es zeigt sich jedoch, dass Ultraschallmessverfahren zur Beschreibung solcher Degradationsprozesse gut geeignet sind. In einer vorhergehenden Veroeffentlichung der Autoren wurden dazu die theoretischen und praktischen Grundlagen vorgestellt. In diesem Beitrag stellen die Autoren nun die Ergebnisse von Ultraschall- und Steifigkeitsmessungen an dynamisch beanspruchten Betonproben vor. Nachdem eine Literaturstudie teilweise widerspruechliche Ergebnisse ergab, wurden eigene Ermuedungsversuche an kleinformatigen Betonproben durchgefuehrt. Ziel war es, die Steifigkeitsdegradation der Probekoerper und die Ergebnisse von Ultraschalllaufzeitmessungen vergleichend gegenueber zu stellen. Die Untersuchungen ergaben, dass die Aenderung des Sekantenmoduls und die Aenderung der Ultraschallgeschwindigkeit zwar beide einen dreiphasigen S-foermigen Verlauf haben, jedoch kein direkter Zusammenhang zwischen dem Sekantenmodul des Betons und der Ultraschallgeschwindigkeit besteht. Es zeigte sich aber deutlich, dass die Aenderung der Ultraschallgeschwindigkeit alleine von der bezogenen Bruchlastwechselzahl abhaengt. Diese Abhaengigkeit oeffnet die Anwendung der Ultraschalllaufzeit als Methode zur Bestimmung belastungsunabhaengiger Schwellwerte, bis zu denen die Nutzung eines Bauwerks zugelassen werden koennte. ABSTRACT IN ENGLISH: In dynamically loaded concrete structures damage processes occur which depend on the stress level and the number of applied load cycles. The damage evolution is linked with the stiffness reduction of the concrete. It is expected that the stiffness reduction causes stress redistributions at the component level and affects the service life of the structure favorable. But until now the stiffness reduction and the stress redistribution has not been measured in laboratory tests and in situ successfully. It was only found that the real service life is greater than the calculated one or indicators for the stiffness reduction like the component deflection increases with the number of applied load cycles. In return ultrasound measurement methods are handled to be well suited for the description of such degradation processes. It is supposed that on the basis of ultrasonic pulse velocity measurements the stiffness reduction of dynamically loaded concrete structures can be observed reliable. Against this background, fatigue tests were performed on small-sized concrete specimens. The aim of the tests was to compare the stiffness reduction of the specimen and the results of ultrasonic transmission measurements to make statements about their correlation and to identify the potential for a lifetime monitoring. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 141-8
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01607408
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: May 11 2016 7:27AM