Skumautz, J. R. (2006). Beurteilung der Stabilität von Rissen in Massenbeton : Materialprüfmethode mittels Verwendung des Penny-Shaped-Crack [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-19832
Fracture mechanic of concrete; material testing; concrete technology; fracture toughness; Fracture mechanic of concrete - material testing - concrete technology - fracture toughness
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Abstract:
Diese Dissertation wurde an der TU Graz und TU Wien erarbeitet.<br />In dieser experimentellen Arbeit wird der Penny-Shaped-Crack auf seine Machbarkeit und Brauchbarkeit als neue zerstörende Prüfmethode zur Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte von Massenbeton untersucht und beurteilt. Solche Kennwerte sollen eine quantitative Beurteilung der Stabilität von Rissen in unbewehrten Betonbauteilen erlauben.<br />Mittels Wasserdruck im offenen oder geschlossenen Hydrauliksystem (Druckkissen) wird ein kreiszylindrischer Betonprobekörper mit einem Durchmesser von 60 bis 100 Zentimeter, und einer Höhe von 40 bis 60 Zentimeter innenliegend zentrisch in einer ebenen dünnen kreisförmigen Scheibe (münzförmig), als Starterriss fungierend, belastet. Der Einfluss verschiedener Details der Versuchsanordnung und verschiedene Auswertungsverfahren werden untersucht, um eine Optimierung zu erreichen. Die Vorteile des Prüfverfahrens werden im relativ geringen Geräteaufwand, in der langen kreisringförmigen Rissprozesszone und der vergleichsweise einfachen Herstellung und Prüfung grosser Bruchmechanikproben gesehen.<br />Die primäre Anwendung der PSC-Prüfmethode erfolgt im konstruktiven Wasserbau. Zur Stabilitätsuntersuchung von gerissenen, unbewehrten Massenbetonbauten (Staumauern) geeignet, liefert diese jene bruchmechanischen Werkstoffkennwerte, mit denen geeignete Betonrezepturen entwickelt werden können. Im Rahmen der Planung, Berechnung, Ausführung und Überwachung von Betonsperren (Neuerrichtungen, Adaptierungen, Erhaltung und Instandsetzung von Bestandsbauten) und Injektionen der mit Rissen und Arbeitsfugen geschädigten Bauwerke, ermöglichen solche Kennwerte naturnahe Tragwerksanalysen.<br />
de
The thesis was carried out at the TU Vienna and at the TU Graz.<br />In this experimental thesis the practicability and serviceability of the penny-shaped-crack (PSC) as a new destructive test method to determine realistic characteristic fracture mechanical data of mass concrete was investigated and assessed. Such kind of characteristic material parameters are used to quantitatively evaluate the stability of cracks in unreinforcement concrete structures.<br />With hydrostatic pressure in an open ore closed (flat jack) hydraulic system a circular specimen (diameter of 60 to 110 cm, height of 40 to 60 cm) with an internal centrically plane circular plate (made of a lightgauge steel sheet) as an initial crack is loaded internally. The influence of different details of the test arrangements and different evaluation methods are investigated to achieve an optimum. Expected advantages of the method are the relatively simple test set up, the long circular crack-process-zone and the comparably easy production and testing of large specimens.<br />The main application of the PSC-material test method is in the field of constructional hydraulic engineering. For stability investigations of cracked unreinforced mass concrete structures delivers this method those kind of characteristic fracture mechanical material values to develop suitable concrete mixes. In the frame of designing, construction and supervising of concrete gravity dams (new constructions, adaptions, maintenance and repairing of existing constructions) and grouting of damaged constructions (cracks and working joints) characteristic fracture mechanical values enable relevant analysis of dam constructions.
