Prognose der temperaturabhaengigen Festigkeitsentwicklung in Betonbauteilen

Prognosis of temperature dependent strength development in concrete structures

In diesem Aufsatz wird eine klassische thermo-chemische Berechnungsmethode nach Ulm und Coussy hinsichtlich der Prognose der Festigkeitsentwicklung von Betonbauteilen erweitert. Der Hydratationsfortschritt und die Temperaturgeschichte basieren auf der experimentellen Charakterisierung des verwendeten Zements (isotherme Waermeabflusskalorimetrie). Um die Materialfunktionen, welche den Hydratationsgrad mit der Festigkeitsentwicklung verknuepft, zu eichen, wurde der Festigkeitszuwachs in den Druckprobekoerpern (Wuerfel) bei verschiedenen Reifetemperaturen (quasi-isotherm) experimentell bestimmt. Zur Validierung der Berechnungsmethode wurden Bohrkerne zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus einem Grossversuchskoerper (1 m x 1 m x 0,2 m Platte) entnommen. Ausserdem wurde auf Basis des Reifekonzepts nach de Vree mit der gemessenen Temperaturentwicklung die Festigkeitsentwicklung prognostiziert. Der Vergleich der Prognosemodelle und dem Validierungsexperiment zeigt, dass bei der Methode nach de Vree die Festigkeitsentwicklung im kalibrierten Bereich (Druckfestigkeit von circa 35 Newton pro Quadratmillimeter bis circa 80 Prozent der Endfestigkeit) am besten vorhergesagt werden kann. Die thermo-chemische Simulation liefert andererseits schon vom jungen Alter an (Hydratationsgrad circa 0,3) bis zu einem relativ grossen Reaktionsfortschritt eine gute Prognose der Festigkeitsentwicklung. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In this paper, Ulm and Coussy’s classical thermo-chemical simulation scheme is extended towards the prognosis of strength development in concrete members. Hereby, the hydration extent and the temperature history is based on the experimental characterisation of the employed cement (isothermal heat flow calorimetry). For calibration of the material functions linking hydration extent to strength development, the compressive strength gain of sample cubes is recorded for different maturity temperatures (quasi-isothermally). In order to validate the computation scheme, core samples were taken from a large-scale specimen (1 m x 1 m x 0.2 m plate) and tested at various time instants. Furthermore, the monitored temperature development is employed to forecast the strength development by applying de Vree’s maturity concept. The comparison of the investigated models with the validation experiment reveals that the strength development can be predicted by de Vree’s concept most accurately in previously calibrated strength ranges (compressive strength from 35 N/mm² to approximately 80 % of the final strength). The thermo-chemical simulation, on the other hand, shows good correlation for the compressive strength development from early age (degree of hydration approximately 0.3) to late reaction stages. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Schmid, M
    • Pichler, C
    • Reinisch, A
    • Saxer, A
    • Lackner, R
  • Publication Date: 2018-5

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 214-22
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 93
    • Issue Number: 5
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01672123
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: May 11 2018 3:59AM