Erhöhung der Duktilität von UHPC durch die Kombination von Fasern und nanoskalierten Partikeln

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Die geringe Duktilität von UHPC ist ein wesentlicher Nachteil beim Einsatz dieses überaus leistungsfähigen Werkstoffes im Verbund mit Bewehrung für Konstruktionen des Stahl- oder Spannbetons. Eine anerkannte Möglichkeit zur Duktilitätserhöhung besteht in der Implementierung von Fasern in die Matrix. Durch die gezielte Einführung von Bruchstellen durch organische und anorganische nanoskalierter Partikeln in Kombination mit Mikrofasern soll die Duktilität von UHPC im Vorbruch-Bereich weiter gesteigert werden, indem der nichtlineare Anteil der Spannungs-Dehnungs-Linie von UHPC bis zum Erreichen der Höchstlast ausgedehnt wird. Es hat sich gezeigt, dass durch eine zusätzliche Kombination mit Makrofasern das duktile Verhalten im Nachbruch-Bereich ebenfalls deutlich verbessert wird. Zur Beschreibung der Duktilität wird an Stelle der bisher üblichen Wiedergabe von Spannungs- Dehnungs-Linien und die Angabe von Bruchenergie und charakteristischer Länge eine neue experimentelle Methode, wie sie die digitale Bildkorrelation darstellt, angewendet werden. Diese erlaubt die tatsächlichen Bruchvorgänge detailliert zu beobachten und mittels Kennwerten wie kumulierte Risslänge und Rissweite einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen materialspezifischen Eigenschaften, Bruchmechanismen und Duktilität herzustellen. Es besteht somit außerdem die Möglichkeit, die im SPP-Programm verwendeten UHPC-Mischungen nach diesem Verfahren zu charakterisieren.