Einfluss einer Wärmebehandlung auf das Verbundkriechen von hochfestem Beton

• Published in: Beton- und Stahlbetonbau 2024-04, Vol.119 (4), p.253-264
• Main Authors: Schwarz, Yannik, Sanio, David, Mark, Peter
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Auszugsversuche; bond; bond creep; heat treatment; high-strength concrete; Hochfester Beton; HPC; pull-out test; Verbund; Verbundkriechen; Wärmebehandlung
• ISSN: 0005-9900; 1437-1006
• DOI: 10.1002/best.202300088

Die Verbundwirkung von Beton und Betonstahl ermöglicht es, Kräfte zwischen den beiden Baustoffen zu übertragen. An der mechanischen Verzahnung der Rippen mit dem umliegenden Beton entstehen dabei hohe Druckspannungen auf die Betonkonsolen. Dies führt bei Dauerlast zu Kriechverformungen (Verbundkriechen). Die Relativverschiebung (Schlupf) zwischen Bewehrungsstab und Beton nimmt dabei stetig zu, was sich nachteilig auf Rissbreiten und Dauerhaftigkeit auswirken kann. Im Beitrag wird die Reduktion des Verbundkriechens durch eine initiale rapide Wärmebehandlung bei 80 °C mit 60 % relativer Luftfeuchte und Dauern von 4, 16 oder 24 h experimentell untersucht. Hierfür werden Probekörper aus hochfestem Beton – im Anschluss an die entsprechende Wärmebehandlung – im Auszugsversuch für 300 d mit einer konstanten Dauerlast beaufschlagt und der kontinuierliche Anstieg der Relativverschiebungen aufgezeichnet. Als Referenz dienen nicht temperierte Proben. Die Kriechverformungen werden anhand von unbelasteten Proben von den Schwindeffekten separiert. Zudem werden unerwünschte Biegeeffekte aus der unvermeidlichen Vorkrümmung der Betonstähle identifiziert und rechnerisch eliminiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Wärmebehandlung das Verbundkriechen um etwa 40 % geringer ausfällt. Translation Influence of heat treatment on the bond creep of high‐strength concrete The bond between concrete and reinforcing steel facilitates the transfer of forces between the two building materials. The mechanical interlock of the ribs with the surrounding concrete results in high compressive stresses on the concrete corbels. Under permanent load, this leads to creeping and thus deformation (bond creep). The relative displacement (slip) between the reinforcing bar and the concrete increases steadily, which be detrimental for crack widths and durability. In this article, the reduction of bond creep by an initial, rapid heat treatment at 80 °C with 60 % relative humidity and durations of 4, 16 or 24 h is investigated experimentally. This involves subjecting specimens made of high‐strength concrete – after the appropriate heat treatment – to a constant permanent load for 300 days to pull‐out and recording the gradual increase in relative displacements. Non‐tempered specimens serve for reference. The unloaded samples are used to separate creep deformations from shrinkage effects. Moreover, undesired bending effects from the inevitable curved reinforcing steel are identified and eliminated by