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Bauingenieur - Ausgabe 02-2020, S. 55-63

Spaltversagen von vermörtelten UHPC-Segmentfugen

Im Vergleich zu konventionellen Ortbetonbauverfahren bietet die Segmentbauweise unter Einsatz ultrahochfester Betone (UHPC) vielfältige Vorteile, zum Beispiel im Hinblick auf Materialreduzierung, Ausführungsgenauigkeit und Schnelligkeit. Hierbei kommen der Ausbildung und Tragfähigkeit der Segmentfuge eine wesentliche Bedeutung zu. Neben Trockenfugen können auch geklebte oder vermörtelte Segmentfugen zum Einsatz kommen, wobei mit letzteren ein gewisser Toleranzausgleich und Abbau von Spannungsspitzen ermöglicht wird. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurde das Tragverhalten vermörtelter UHPC-Segmentfugen mit Schub-Druck-Versuchen untersucht. Die Experimente zeigten zusätzlich zum Schub- und Druckversagen ein schlagartiges Spaltversagen der Versuchskörper, das deren Tragfähigkeit deutlich reduzierte. Mithilfe eines an den Versuchen validierten FE-Modells wurden umfangreiche weiterführende numerische Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, die maßgebenden Einflüsse der Fugenausbildung auf die Spaltneigung zu quantifizieren. Hierauf aufbauend wurden erste Empfehlungen zur Ausbildung von vermörtelten Segmentfugen formuliert.

Splitting Failure of Grouted Joints between UHPC Segments

Segmental constructions made of ultra-high performance concrete (UHPC) offer numerous advantages compared to conventional in-situ concrete constructions, for example regarding material reduction and precise and fast manufacturing. The design and load-bearing capacity of the segment joint are of major relevance. In addition to dry joints, adhesive or grouted segment joints can be used, enabling a certain tolerance compensation and reduction of stress concentrations. The load-bearing behaviour of segmental UHPC components has been investigated at iBMB, Division of Concrete Construction of TU Braunschweig based on conducted slant shear tests. In addition to shear and compression failure, the tests showed a sudden splitting of the test specimens, which significantly reduced the load-bearing capacity. Extensive further numerical investigations were carried out using an FE model validated with the tests. The results were used to quantify the decisive influences of the joint design regarding the splitting failure mode. Finally, first recommendations for the design of grouted segment joints are formulated.

Autor(en):
M. Empelmann, M. Wichert

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
Bauingenieur 02-2020, Seite 55-63
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