Anrede Herr
Vorname Niklas
Name Wagner
Hochschule Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
Fachbereich Bauingenieurwesen
Institut Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz
Thema Wirksamkeit von kurzen Mikrostahlfasern bei ultrahochfestem faserverstärkten Beton
Titel M.Sc.
   
Kurzfassung Ein Großteil der Hoch- und Ingenieurbauten wird in naher Zukunft instandzusetzen bzw. zu verstärken sein. Neben bewährten Verstärkungsverfahren werden derzeit neuartige Sanierungskonzepte mit ultrahochfestem Beton entwickelt. Damit können Festigkeit und Dauerhaftigkeit im Vergleich zu Normalbeton erheblich verbessert werden. Den Vorteilen steht als wesentlicher Nachteil die deutlich erhöhte Sprödigkeit gegenüber. Zur Verringerung der Sprödigkeit bzw. zur Steigerung der Duktilität werden dem Beton deshalb kurze Mikrostahlfasern in großer Menge zugegeben. Um den dann als UHPFRC (ultra- high performance fibre-reinforced concrete) bezeichneten Beton im Zuge eines Sanierungskonzeptes einsetzen zu können, müssen die genauen Materialeigenschaften lokal im Bauteil beschrieben werden. Die Wirksamkeit der eingelegten Fasern bei UHPFRC und somit das Tragverhalten unter Druck-, Biege- sowie Querkraftbeanspruchung ist abhängig von der lokalen, räumlichen Faserausrichtung.

Das Ziel der Masterarbeit war es, mithilfe von experimentellen Versuchsreihen den Einfluss der Faserverteilung und -orientierung zu untersuchen. Es sind dafür 3-Punkt-Biege- und Querkraftversuche an Prismen sowie Druck- und Spaltzugversuche an zylindrischen Probekörpern mit unterschiedlichen, durch den Betoniervorgang eingestellten, Faserorientierungen hergestellt worden, um den Einfluss von Gehalt, Verteilung und Orientierung der beigemengten Stahlfasern zu bestimmen.

Die besondere Leistung von Herrn Wagner liegt in der Entwicklung und Anwendung einer ganz neuen Nachweismethode auf der Basis der Mikro-Computertomographie (CT). Mittels einer von ihm entwickelten teilautomatisierten Auswertung sind anhand von CT-Schnittbildern die charakteristischen Faserkennwerte bestimmt und in Bemessungsansätze zur Beschreibung des Einflusses der Faserwirksamkeit auf das Tragverhalten überführt worden. Hierfür wurden zunächst geeignete Ansätze zur Bestimmung des Biege- und Querkraftwiderstands vorgestellt die im Folgenden zur expliziten Berücksichtigung der Faserwirksamkeit modifiziert wurden. Mittels Nachrechnung der durchgeführten Versuche konnte abschließend die Gültigkeit der entwickelten Ansätze gezeigt werden.

Die Arbeit ist hinsichtlich der angewandten Methoden (experimentell, analytisch und rechnerisch) weit jenseits der Erwartungen an eine Masterarbeit und trägt Kennzeichen einer hochwertigen Forschungsarbeit. Die Erkenntnisse sind sofort praktisch anwendbar und haben große Bedeutung für die weitere Forschung am iBMB der TU BS. Herr Wagner ist der jahrgangsbeste Absolvent mit einer glatten 1,0 als Gesamtnote im Masterstudium 

 
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