Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau | Institut für Tragkonstruktionen

Technische Universität Wien

UHPC Austria

Ultrahochleistungsbeton (ultra-high-performance concrete – UHPC) ist eine Betonsorte, die sich durch ein sehr dichten Mikrogefüge auszeichnet. Daraus resultieren die den UHPC prägenden Eigenschaften, wobei unter anderem die hohe Festigkeit (>150 MPa), aber auch die stark erhöhte Dauerhaftigkeit zu nennen ist. UHPC weist zudem eine erhöhte Beständigkeit gegenüber chemischen sowie auch mechanischen Angriffen auf. Mit der überragenden Festigkeit des Betons geht aber eine hohe Sprödigkeit einher. In der Regel wird UHPC deshalb Fasern beigemengt, um die Duktilität zu erhöhen. Ja nach Fasergehalt können die Fasern auch rissüberrückend wirken, wodurch die Nachrisszugfestigkeit die Matrixzugfestigkeit übersteigt (strain hardening).

Richtlinie zur Anwendung von UHPC

Die Materialforschung in Bezug auf Hochleistungs- und Ultrahochleistungsbetone hat in den letzten Jahren weitreichende Fortschritte erzielt und diese Hochleistungsmaterialien auch für die Anwendung in der Praxis interessant gemacht. Der österreichischen Bauindustrie sind die Vorteile von UHPC durchaus bekannt. Jedoch kommt dieser innovative Werkstoff bisher nicht über einige Pilotanwendungen hinaus. Eine wesentliche Ursache lässt sich in fehlenden Regelungen festmachen. Während andere Länder, wie z.B. Schweiz, Frankreich oder Japan Richtlinien bzw. Normen für die Verwendung von UHPC herausgegeben haben und die Anwendung dieses Werkstoffes in der Praxis befördern fehlen derartige Regelwerke in Österreich. Vor diesem Hintergrund hat sich ein Projektkonsortium bestehend aus österreichischen Universitäten und Vertretern der Baubranche in einer Arbeitsgruppe zusammengeschlossen, um auch in Österreich die rechtlichen Rahmenbedingungen in Form eines Regelwerks zu erstellen. Begleitend zur Erstellung dieser Richtlinie wird ein gemeinsames Forschungsprojekt durchgeführt, um Wissenslücken für die Erstellung der Richtlinie zu schließen.

Ermüdungsversuche an der TU Wien

Das Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien ist im Zuge dieses Forschungsprojektes mit der Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von UHPC betraut. Dazu werden Ermüdungsversuche in den Laboratorien des Instituts durchgeführt. Insbesondere von Interesse ist, wie hoch die Ermüdungsfestigkeit des UHPC ist, wenn der Beton zu anfangs über die Matrixzugfestigkeit belastet wurde und bereits ein strain hardening aufgetreten ist. Diese Situation kann sich z.B. bei Sanierungen von Brückendecks mit einem Aufbeton aus faserbewehrten UHPC ergeben. Durch behinderte Schwinddehungen kommt es zu einer Überschreitung der Matrixzugfestigkeit. Die anschließenden Verkehrslasten stellen die Ermüdungsbeanspruchung dar. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen fließen letztendlich in Bemessungsvorschläge für UHPC unter Ermüdungsbeanspruchung in die neu zu erstellende Richtlinie ein.

Finanzierung des Forschungsprojektes

Die Finanzierung dieses Projektes erfolgt als collective research unter Antragstellung der österreichischen Bautechnikveranstaltungs GmbH (ÖBV GmbH) mit finanzieller Unterstützung der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und zahlreichen Vertretern der österreichischen Bauindustrie.

www.betonbau.tuwien.ac.at