Funktionalisierung faserverstärkter Hochleistungsbetone mittels Formgedächtnislegierungen

Abstract

Faserverstärkte (Ultra‐)Hochleistungsbetone ((U)HPC) werden bereits seit den 1970er Jahren in großen Mengen für die Herstellung von Betonfertigteilen verwendet. Fasern werden eingesetzt, um die Zugfestigkeit zu erhöhen und sprödes Versagen in duktiles Nachbruchverhalten umzuwandeln. Funktionale Formgedächtnislegierungen (FGL) als Bewehrung haben das Potenzial, in Form von Vorspannelementen im erhärteten Beton zu wirken und die Frischbetoneigenschaften zu verbessern.FGL haben die Eigenschaft, sich an eine eingeprägte Form zu “erinnern”. Durch thermische oder mechanische Aktivierung geht die zuvor verformte Legierung in eine eingeprägte Form zurück. Dieser Prozess beruht auf einer vollständig reversiblen Umwandlung der Tieftemperaturphase Martensit in die Hochtemperaturphase Austenit. Dadurch können zwei Effekte ausgenutzt werden: Superelastizität und Einweg‐Effekt.Die Superelastizität ist im Bauwesen wegen der vorhandenen Dämpfungsfähigkeit gut bekannt und wird bereits bei dämpfenden und selbstzentrierenden Elementen eingesetzt. Der Einweg‐Effekt wurde bisher weniger genutzt, bietet aber ein enormes Potenzial für das Bauwesen. Diese Arbeit zeigt, dass der Effekt zur Vorspannung von UHPC sowie zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Frischbeton genutzt werden kann.