Bachelorarbeit (laufend)

Nida Ana Grießmann

Anwendung der opto-analytischen Methode zur Untersuchung der Stahlfaserorientierung von Probekörpern aus stahlfaserbewehrten Spritzbeton und Ortbeton

Spritzbeton ist ein fester Bestandteil des konventionellen Tunnelbaus. Dabei wird in der Regel ein zweischaliges System aus Spritzbetonaußenschale und einer Innenschale aus Ortbeton verwendet. Spritzbeton dient vorrangig zur Ausbruchssicherung, z.B. direkt nach einem „Abschlag“ und vorläufigen Abdichtung, jedoch nicht zum primären Lastabtrag. Um die Tragfähigkeit der Spritzbetonschicht zu erhöhen, können der Betonrezeptur Stahlfasern hinzugefügt. Dadurch kann die Nutzung herkömmlicher stabförmigen Bewehrung minimiert werden, deren Einbau zeit- und kostenaufwändig ist. Aufgrund des niedrigeren Materialverbrauchs sind zudem CO2- und Baustoffeinsparungen möglich.
International gibt es bereits erste Bestreben Tunnel mit einem einschaligen, stahlfaserbewehrten Spritzbetonsystem zu bauen. Grund hierfür sind Untersuchungen an Ortbetoninnenschalen, welche kaum Lasten zu verzeichnen haben. In Deutschland konnte sich diese Bauweise aufgrund fehlender Richtlinien noch nicht durchgesetzt. Für einen möglichen, zukünftigen Einsatz von Stahlfaserbewehrten Spritzbeton müssen die Materialeigenschaften hinreichend bekannt sein.
Ein wesentliches Kriterium, das die Eigenschaften von stahlfaserbewehrtem Beton bestimmt, ist die Faserorientierung. Diese ist maßgebend für die Festigkeit, insbesondere die Nachrissbiegezugfestigkeit. Während das Orientierungsverhalten von Stahlfasern in gegossenem Beton bereits untersucht wurde, besteht bei Spritzbeton noch Forschungsbedarf. Da die Faserorientierung stark von dem Einbauverfahren abhängt, soll in dieser Arbeit soll untersucht werden, inwiefern sich die Faserorientierung bei Ort- und Spritzbeton unterscheidet.
Dazu werden Balken mithilfe des 4-Punkt-Biegezugversuchs geprüft. Eine Prüfreihe wird im Rahmen dieser Arbeit in Ortbetonweise hergestellt, die andere wurde bereits in vergangenen Versuchen mit dem Spritzbetonverfahren gefertigt. Anschließend werden diese Balken in Würfel geschnitten und die Faserorientierung wird sowohl mit der opto-analytischen als auch mit der induktiven Methode bestimmt.