Eigenschaften von Ultra-Hochleistungsbeton mit Silikastaubgehalt

Ein hoher Silikastaubgehalt, der in Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) verwendet wird, kann die Viskosität erhöhen und zu Agglomerationsproblemen führen, was zu einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften, einschließlich der Bindung an Fasern, führt. Eine neue Studie untersucht den Einfluss des Silikastaubgehaltes von 0 bis 25 %, bezogen auf die Masse der zementartigen Materialien, auf die rheologischen und die mechanischen Eigenschaften von faserfreier UHPC-Matrix und UHPC, der mit 2 % Mikrostahlfasern hergestellt wird.

Ergebnisse der Untersuchungen

Die Testergebnisse zeigten, dass UHPC, der mit 10 bis 15 % Silikastaub hergestellt wurde, die höchsten Faser-Matrix-Verbindungs-, Biege- und Zugeigenschaften erzielte. Ein solcher Silikastaubgehalt führte zu einer niedrigeren Viskosität und gleichmäßigeren Verteilung der Fasern, wie durch eine Bildanalyse ermittelt wurde.

Die Biege- und Zugfestigkeiten von UHPC, der mit 5 bis 20 % Silikastaub hergestellt wurde, können mit Hilfe der Composite-Theorie effektiv vorhergesagt werden, wenn man die erhaltenen fundamentalen Daten wie Biege- oder Zugfestigkeit der Matrix, Fasereigenschaften und Faser-Matrix-Bindungsstärke berücksichtigt. Das Verhältnis von experimenteller zu vorhergesagter Zug- und Biegefestigkeit lag im Bereich von 0,9 bis 1,1. Die vorhergesagten Festigkeiten von UHPC-Mischungen mit 0 und 25 % Silikastaub waren jedoch aufgrund der hohen Viskosität und der geringen Packungsdichte deutlich niedriger als die experimentellen Werte.

Die Studie wurde in Cement and Concrete Research, Volume 123 veröffentlicht.