Simulation von Betonstrukturen mit mineralisch gebundener Carbonfaserbewehrung

Abstract

Das Verbundverhalten zwischen Bewehrung und Beton sowie die Betonschädigung sind entscheidend für die Gebrauchstauglichkeit von Bauteilen. Die Prognose von Verformungen, Rissabständen und -öffnungen in Strukturen unter Zug- und Biegebeanspruchung stellt aufgrund des Schädigungsverhaltens des Betons sowie seines nichtlinearen Verbundverhaltens eine Herausforderung dar. Die Studie ist auf die experimentelle und numerische Untersuchung von Betonstrukturen ausgerichtet, die mit mineralisch gebundenen Carbonfasern (MCF) bewehrt sind. Ziel der Arbeit ist es, numerische Struktur- und Materialmodelle zu definieren und zu validieren, die eine präzise Vorhersage des Trag-, Verformungs- und Rissbildungsverhaltens MCF-bewehrter Bauteile ermöglichen. Im Folgenden werden die eigens durchgeführten experimentellen Dehnkörperversuche sowie der 4-Punkt-Biegezugversuch dargelegt. Der Beschreibung der experimentellen Untersuchungen folgen die Definition und die Erläuterung der numerischen Modelle, die in dieser Studie zugrunde gelegt werden. Abschließend werden die Modelle danach bewertet, wie gut sie die experimentellen Versuche wiedergegeben. Durch Definition und Validierung numerischer Struktur- und Materialmodelle für MCF-bewehrte Betonstrukturen sollen die Berechnung und die Bemessung ermöglicht werden, um die Anwendung des innovativen Bewehrungsmaterials in weiteren Bauteilen zu fördern.