Computertomografie versus Optoanalytik: Bestimmung der Faserverteilung und -orientierung in stahlfaserbewehrtem UHFB

Abstract

Faserverteilung und -orientierung beeinflussen die Nachrisszugfestigkeit von stahlfaserbewehrtem ultrahochfestem Beton. Zu ihrer Bestimmung stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, darunter das optoanalytische Verfahren an Schnittflächen und die dreidimensionale Mikro-Computertomografie (μCT). Mit beiden Verfahren können Einzelfasern in Querschnitten bzw. Volumen detektiert und daraus Lage und Ausrichtung der Fasern berechnet werden. Für den vorliegenden Beitrag wurden beide Verfahren vergleichend an drei Probenvolumen angewendet, bei denen der Größtkorndurchmesser und die Herstellmethode variierten. Ermittelt wurden die Faseranzahl, der Fasergehalt und die Faserorientierung durch Schnittflächenanalyse sowie in virtuellen Schnitten der rekonstruierten Volumenstruktur. Die μCT-Analyse zeigte, dass sich der Fasergehalt für verschiedene Schnitte innerhalb eines Probenvolumens bereits auf kurzer Distanz deutlich unterscheiden kann. Des Weiteren wurden mittels μCT Effekte sichtbar, die auf einen Zusammenhang mit dem Größtkorndurchmesser schließen lassen. Der Vergleich der Ergebnisse beider Analyseverfahren ergab eine insgesamt gute Übereinstimmung. Für Fasern, die annähernd normal zur betrachteten Schnittebene orientiert waren, lieferte die optische Analyse tendenziell etwas zu niedrige Faserorientierungsbeiwerte, da der Querschnitt der in der Schnittfläche detektierten Faser als stärker elliptisch erkannt wurde.