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Detailergebnis zu DOK-Nr. 42284

Experimentalanalyse und mikromechanische Modellvorstellung des Verhaltens gezogener Stahlfasern in Zementmatrix (Orig. franz.: Analyse expérimentale et modélisation micromécanique du comportement des fibres d'acier tréfilées, ancrees dans une matrice cimentaire)

Autoren	G. Chanvillard
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) Série Ouvrages d' art H. 12, 1993, 197 S., zahlr, B, T, Q

Aufgrund einer ausführlichen Auswertung des einschlägigen Schrifttums werden die Entwicklung, die Herstellung und die Anwendungsmöglichkeiten von mit Stahlfasern bewehrten Betonen dargestellt. Durch die Verwendung von Stahlfasern in einer Zementmatrix wird ein Baustoff mit einem quasi duktilen Verhalten erzeugt. Die Fasern begrenzen die Ausbreitung örtlicher Risse durch Energieaufnahme als Naht in der Betonmatrix. Aufgrund der Vielfalt der zur Zeit angebotenen Fasern wurde es notwendig, das Verhalten der Verbindung Faser-Zementmatrix grundsätzlich zu analysieren, um deren bautechnische Eigenschaften optimal nutzen zu können. Aus dem Schrifttum ist bekannt, daß sich die Stahlfaser durch eine komplexe Mischung aus mechanischer Verankerung und Adhäsion zur Matrix auf das Verhalten des Betons auswirkt. Obwohl eine große Artenvielfalt an Fasern entwickelt wurde, wurde bisher noch kein realistisches Verhaltensmodell für die Fasern bei Zugbeanspruchung entwickelt; man beschränkte sich auf die Gesetzmäßigkeiten der Adhäsion und des Gleitens. In einer umfangreichen Untersuchungsreihe wurde das Verhalten von gleich langen, gezogenen Fasern geprüft. Dabei wurden die Auswirkungen der Länge einer wellenförmigen Faser, ihre Lage und die Einflüsse der Matrix mit speziell entwickelten Zugversuchen festgestellt. Bei der Zugbeanspruchung wird die Faser gerade ausgerichtet und der Stahl wird plastifiziert. Für dies Verhalten wurde eine Differentialgleichung als mikromechanisches Modell aufgrund des Gleichgewichtes der Kräfte während des Gleitens der Faser entwickelt, bei der die Reibung und die Plastifizierung berücksichtigt wurden. Wird die Gleichung über die Ankerlänge der Faser integriert, ergeben sich die Reibungskräfte. Die theoretischen Kurven des Verhältnisses Kraft zur Verschiebung der Faser und die Ergebnisse der Zugversuche stimmen gut überein.