Determination of the size effect on the spalling of concrete in case of fire
Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
Final Report Abstract
Ziel des Projektes war die Abbildung und vergleichende Analyse der Abplatzungen von Betonbauteilen unter Brandbeanspruchung auf Labor-, Zwischen- und Bauteilebene. Die durchgeführten Untersuchungen erbrachten folgenden Erkenntnisgewinn: Entwicklung und erfolgreiche Anwendung eines neuartigen Tunnelprüfstands zur einheitlichen Temperaturbeanspruchung aller Betonprüfkörpergrößen und simultaner Prüfung mehrerer Betonmischungen in der Zwischen- und Laborebene: o Der Herstellungsaufwand der Betonprüfkörper, der Lagerungsaufwand und den kostenintensiven Brandprüfungen in der Bauteilebene stehen im Vergleich zur Zwischenebene in keinem Verhältnis zum Erkenntnisgewinn bezüglich des Materialverhaltens o Nachweis eines Maßstabseffekts bezogen auf den zeitlichen Verlauf thermisch induzierter Abplatzungen während des Brandversuchs anhand eingebetteter Thermoelemente in drei verschiedenen Prüfkörpertiefen o Entwicklung eines Grundkonzeptes für eine Prüfanordnung zur Beurteilung des Abplatzverhaltens an Betonprobekörpern auf einer Mesoebene zwischen Labor- und Bauteilmaßstab (Zylinder bzw. Platte/Tübbing) als Basis für die weitere Diskussion in Fachgremien (z.B. RILEM TC 256-SPF: Spalling of concrete due to fire: testing and modelling). Abschätzungen der relativen Abplatzvolumina durch das Erstellen polygonisierter Differenzenbilder aus der Streifenlichtprojektionsmessung: o Abnahme des durchschnittlichen Abplatzvolumens mit einer Reduktion des Prüfkörpervolumens und damit verbunden der Nachweis eines vorhandenen Maßstabseffekts o Nachweis einer Abnahme der maximalen Abplatztiefen bei verringertem Prüfkörpervolumen aufgrund geringerer thermisch induzierter Spannungszustände und der Abschattungseffekte der Stahlbewehrung. Ersetzen der geplanten Messungen (CT und NMR) aufgrund mangelnder Auflösbarkeit der inneren Schädigungen durch die Entwicklung neuer Auswerteverfahren für zerstörungsfreie Messmethoden zur Erfassung der inneren Degradation an Bauteilsegmenten nach dem Brandversuch: o Nachweis eines Schädigungshorizonts eines Bauteilsegments in einer Tiefe von 7,5 cm durch die drei verschiedenen Messverfahren Radar, Ultraschall und einem oberflächennahen Permittivitätsmessgerät (Hydromette).
Publications
- Novel test setup for the quantification of the size effect in spalling tests, 5th International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure, Borås, 2017
Brecht, K., Pistol, K., Klemmstein, F., Rogge, A.
- Investigation of Size Effects in Concrete Spalling, 6th International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure, Sheffield, 2019
Klimek, A., Hothan, S., Rogge, A.
