Experimentelle Untersuchungen zum Stauchverhalten von stark porosiertem Beton und dessen Einzelkomponenten

Für besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise Stauchschichten im Tunnelbau, liegen bereits erste Ansätze für Betone vor, die durch ein hohes plastisches Stauchvermögen charakterisiert sind. Dieses für Beton untypische Verformungsverhalten wird über eine hohe Porosität und die damit verbundene Volumenkompressibilität erzielt. Gesicherte Kenntnisse zum Stauchverhalten stark porosierter Betone sind jedoch bislang äußerst begrenzt.

Das globale Ziel dieser Arbeit, die im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereichs 837 entstand, war, das Stauchverhalten stark porosierter Betone grundlegend zu charakterisieren sowie maßgeblich relevante Einflussparameter zu identifizieren und quantifizieren. Der Fokus der experimentellen Untersuchungen lag auf Betonen mit einem matrix- und kornporigen Gefüge, die sich aus einer aufgeschäumten Zementsteinmatrix und porösen Zuschlagstoffen (leichte Gesteinskörnungen, Schaumstoffzusätze) zusammensetzen. Um das Stauchverhalten des Gesamtsystems „Beton“ differenziert analysieren zu können, wurden auch die Staucheigenschaften der Einzelkomponenten untersucht.

Das Stauchverhalten wurde anhand der Spannungs-Stauchungskurven analysiert, die in einachsigen Druckversuchen mit Querdehnungsbehinderung ermittelt wurden. Durch begleitende Untersuchungen der Struktur- und Gefügeänderungen wurden zudem die wesentlichen mechanischen Effekte und deren Auswirkungen auf das Stauchverhalten eruiert. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse können als Grundlage für die Konzeptionierung, Optimierung und Anwendung von Betonen mit einem ausgeprägten plastischen Stauchvermögen genutzt werden.