Mechanische und thermische Untersuchungen zur Entwicklung eines Wärmedämmsteines aus Leichtbeton:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2010
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| Schriftenreihe: | Berichte aus dem Bauwesen
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
KURZFASSUNG I
ABSTRACT II
RESUME MI
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND MOTIVATION 1
1.2 ZIELSETZUNG 2
1.3 VORGEHENSWEISE 3
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 6
2.1 KENNTNISSTAND UEBER HAUFWERKSPORIGEN LEICHTBETON (LAC) 6
2.1.1 GRUNDLAGEN UND GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG VON LEICHTBETON 6
2.1.1.1 GEFUEGEDICHTE LEICHTBETONE 6
2.1.1.2 PORENLEICHTBETON (SCHAUMBETON) 7
2.1.1.3 PORENBETON 7
2.1.1.4 HAUFWERKSPORIGER LEICHTBETON (LAC) 8
2.1.2 MISCHUNGSENTWURF UND FRISCHBETONEIGENSCHAFTEN VON LAC 9
2.1.3 AUSGANGSSTOFFE FUER LEICHTBETONE 11
2.1.4 EINFLUSS DES HERSTELLUNGSPROZESSES UND DER LAGERUNG AUF DIE
FESTIGKEIT VON LAC... 15
2.1.5 LASTABTRAG IN LAC GEGENUEBER GEFUEGEDICHTEN BETONEN 21
2.2 TRAGVERHALTEN VON WAENDEN AUS MAUERWERK UND UNBEWEHRTEN BETONEN.27
2.2.1 STAND DER TECHNIK UND NORMUNG ZUR BEMESSUNG UNBEWEHRTER WAENDE 29
2.2.1.1 BETONBAU - DIN 1045-1 BZW. EC 2 UND DIN EN 1520 (LAC) 29
2.2.1.2 KNICKSICHERHEIT VON MAUERWERK NACH EC 6 BZW. DIN 1053-100 33
2.3 MODELLIERUNG DER EINAXIALEN SPANNUNGS-DEHNUNGS-BEZIEHUNG 35
2.3.1 ANALYSE NORMATIVER WERKSTOFFGESETZE 35
2.3.2 DIMENSIONSLOSE DARSTELLUNGSWEISE DER SPANNUNGS-DEHNUNGSBEZIEHUNGEN
35
2.3.3 WERKSTOFFGESETZ NACH DIN 1045-1 (S) (SCHNITTGROESSENERMITTLUNG) 37
2.3.4 WERKSTOFFGESETZ NACH DIN 1045-1 (B) - (BEMESSUNG) 38
2.3.5 WERKSTOFFGESETZ NACH DIN EN 1520 38
2.3.6 SPANNUNGS-DEHNUNGS-LINIEN AUS DER LITERATUR 39
2.4 ZUSAMMENFASSUNG UND OFFENE FRAGEN 40
3 STAND DER TECHNIK - MARKTSTUDIE 42
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1008786101
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.1 VERSUCHSPROGRAMM 42
3.2 MESSVERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER WAERMELEITFAEHIGKEIT VON
WAERMEDAEMMSTEINEN 43
3.3 EINFLUSSFAKTOREN AUF DEN BEMESSUNGSWERT DER WAERMELEITFAEHIGKEIT 47
3.3.1 EINFLUSSFAKTOR FEUCHTEGEHALT- AUSWERTUNGSVERFAHREN 47
3.3.2 EINFLUSSFAKTOR TROCKENROHDICHTE 49
3.4 WAERMELEITFAEHIGKEIT DER MAUERSTEINE AUS DER MARKTSTUDIE 50
3.4.1 EXTERNE KONTROLLMESSUNGEN ZUR WAERMELEITFAEHIGKEIT 52
3.5 PRUEFUNG DER MAUERSTEINDRUCKFESTIGKEIT 54
3.5.1 ERGEBNISSE DER INTERN UND EXTERN DURCHGEFUEHRTEN
DRUCKFESTIGKEITSPRUEFUNGEN 54
3.6 ABLEITUNG DES OPTIMIERUNGS- UND FORSCHUNGSBEDARFS AUS DER
MARKTSTUDIE 56
3.7 FAZIT UND BEWERTUNG DER ERGEBNISSE AUS DER MARKTSTUDIE 60
LEICHTBETONENTWICKLUNG 61
4.1 VORGEHENSWEISE 61
4.2 VERWENDETE AUSGANGSMATERIALIEN 62
4.3 MISCHUNGSREZEPTUREN FUER HAUFWERKSPORIGE LEICHTBETONE (LAC) 64
4.4 HERSTELLUNG DER PROBEKOERPER 69
4.4.1 SEPARATE LABORPRUEFKOERPER 69
4.4.2 PRODUKTION 70
4.5 THERMISCHE EIGENSCHAFTSWERTE VON LAC 71
4.5.1 BESTIMMUNG DER WAERMELEITFAEHIGKEIT 71
4.5.2 ROHDICHTE-LAMBDA-RELATION 71
4.6 MECHANISCHE MATERIALKENNWERTE VON LAC 72
4.6.1 ROHDICHTE-DRUCKFESTIGKEITS-RELATION 72
4.7 ZUSAMMENSTELLUNG DER WAERMELEITFAEHIGKEITS- UND DRUCKFESTIGKEITS-
KENNWERTE UND KOSTEN 75
4.8 WEITERE BEMESSUNGSRELEVANTE MECHANISCHE EIGENSCHAFTSWERTE VON LAC
77
4.8.1 E-MODUL - VERGLEICH ZWISCHEN GEMESSENEN UND NACH DIN EN 1520
PROGNOSTIZIERTEN
WERTEN 77
4.8.2 VERGLEICH NORMATIVER ANSAETZE MIT EXPERIMENTELL BESTIMMTEN
SPANNUNGS-DEHNUNGS- LINIEN AUS EINAXIALEN DRUCKPRUEFUNGEN AN ZYLINDERN 79
4.8.3 QUERDEHNZAHL FUER VERSCHIEDENE LAC-REZEPTUREN 81
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
4.8.4 BIEGEZUGFESTIGKEIT VERGLEICH ZWISCHEN GEMESSENEN UND
PROGNOSTIZIERTEN WERTEN.... 87
4.8.5 ZENTRISCHE ZUGFESTIGKEIT 89
4.9 FAZIT ZUR LEICHTBETONENTWICKLUNG 91
5 U N T E R S U C H U N G EN Z UM G R O B E N- U ND SCHLANKHEITSEFFEKT A
UF DIE
RESULTIERENDE FESTIGKEIT 92
5.1 UNTERSUCHUNGEN ZUM GROESSENEFFEKT AUF DIE RESULTIERENDE FESTIGKEIT 92
5.1.1 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 92
5.1.2 THEORETISCHE VORUEBERLEGUNGEN - BEGRIFFSDEFINITIONEN 94
5.1.3 GROESSEN- UND GEOMETRIEEFFEKTE DER DRUCKFESTIGKEIT FUER LAC AN
STANDARDPRUEFKOERPERN. 98
5.1.3.1 VERSUCHSBESCHREIBUNG 99
5.1.3.2 RESULTATE 100
5.1.4 GROESSEN- BZW. GEOMETRIEEFFEKTE BEI LOCHSTEINEN VS. VOLLSTEINEN 102
5.1.4.1 VERSUCHSBESCHREIBUNG 104
5.1.4.2 RESULTATE 106
5.1.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM GROESSEN- UND GEOMETRIEEFFEKT AUF DIE
FESTIGKEIT 109
5.2 BESTIMMUNG DER TRAGLAST KLEINFORMATIGER WANDSCHEIBEN VS.
LOCHSTEINFESTIGKEIT 110
5.2.1 ZIELSETZUNG 110
5.2.2 VORGEHENSWEISE ZU DEN WANDSCHEIBENVERSUCHEN 111
5.2.3 VERSUCHE AN WANDSCHEIBEN AUS VOLL- UND LOCHSTEINEN 112
5.2.3.1 EINFLUSS DER STEG-BZW. WANDDICKE 112
5.2.3.2 KOMBINIERTER EINFLUSS VON WANDDICKE UND SCHLANKHEIT 114
5.2.4 VERSUCHE AN MAUERSTEINAUSSCHNITTEN AUS LOCHSTEINEN (TYP VBL SW) -
EINFLUSS DER
QUERSTEGE AUF DIE FESTIGKEIT 118
5.3 FAZIT DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 123
5.4 FE-BERECHNUNGEN ZUM EINFLUSS VERSCHIEDENER STEIFIGKEITEN IM
STEINQUERSCHNITT 124
5.4.1 SIMULATION GESAMTER LOCHSTEIN 126
5.4.2 NUMERISCHE BERECHNUNGEN VON MAUERSTEINAUSSCHNITTEN S1 UND S2 SOWIE
EINZELNER
WANDSCHEIBEN 128
5.4.3 NICHTLINEARE FE-BERECHNUNGEN ZUM STEINAUSSCHNITT S1 UND EINZELNEN
KONISCHEN
INNENSTEGEN AUS LOCHSTEINEN 134
5.4.4 FAZIT FE-ANALYSEN 148
IMAGE 4
JV INHALTSVERZEICHNIS
6 M O D E LL Z UR A N A L Y T I S C H EN B E S C H R E I B U NG D ER
LOCHSTEINFESTIGKEIT 150
6.1 AUSWERTUNGSMETHODEN ZUR MODELLBILDUNG 150
6.1.1 STATISTISCHE AUFBEREITUNG DER GEPRUEFTEN MATERIALDRUCK- UND
BIEGEZUGFESTIGKEITEN... 150
6.1.2 AUSWERTUNG UND VERGLEICH NORMATIVER BEMESSUNGSANSAETZE FUER
UNBEWEHRTE
WANDQUERSCHNITTE GEGENUEBER EXPERIMENTELLER DATENSAETZE 154
6.2 MODELL ZUR ANALYTISCHEN BESCHREIBUNG DER LOCHSTEINFESTIGKEIT VON
WAERMEDAEMMSTEINEN 159
6.2.1 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 159
6.2.2 HERLEITUNG UND ANWENDUNG DES MODELLS 159
6.2.2.1 BRUCHVERHALTEN VON LOCHSTEINEN- INITIALES VERSAGEN DER QUERSTEGE
161
6.2.2.2 FINALES VERSAGEN DER LAENGSSTEGE INFOLGE VON STABILITAETSPROBLEMEN
164
6.3 VALIDIERUNG DES MODELLS AN MAUERSTEINEN AUS DER MARKTSTUDIE 170
6.4 FAZIT ZUM ANALYTISCHEN BEMESSUNGSMODELL 174
7 PROTOTYPENTWICKLUNG AM BEISPIEL VON SANDWICH- UND VERBUND-
KONSTRUKTIONEN 175
7.1 HINTERGRUND DER PROTOTYPENTWICKLUNG 175
7.1.1 VORUEBERLEGUNGEN ZUR PROTOTYPENTWICKLUNG 176
7.2 VERWENDETE MATERIALIEN 176
7.2.1 AUSGEWAEHLTE LAC- REZEPTUREN 176
7.2.2 DAEMMSTOFFE 177
7.3 LOESUNGSVORSCHLAEGE ZUR AUSFUEHRUNG DES VERBUNDS UND DER
TRAGSCHALENDICKE 177
7.3.1 DREISCHALIGE SANDWICHKONSTRUKTIONEN 177
7.3.2 ZWEISCHALIGER VERBUNDSTEIN 179
7.4 ECKSTEINLOESUNGEN 180
7.4.1 ECKSTEINLOESUNG FUER DREISCHALIGE SANDWICHKONSTRUKTIONEN 180
7.4.2 ECKSTEINLOESUNGEN FUER ZWEISCHALIGE VERBUNDSTEINTYPEN 183
7.5 STATISCHE UND THERMISCHE ANALYSEN 186
7.5.1 STATISCHE BERECHNUNGEN 186
7.5.2 THERMISCHE BERECHNUNGEN 190
7.6 FAZIT UND ZUSAMMENFASSUNG PROTOTYPENTWICKLUNG 193
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 195
8.1 ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ARBEIT 195
8.2 AUSBLICK 198
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS Y_
9 LITERATUR L-1
10 NORMEN L-7
A ANHANG-MARKTSTUDIE A-1
A.1 METHODEN DER BESTIMMUNG DES BEMESSUNGSWERTES DER
WAERMELEITFAEHIGKEIT -BEISPIELBERECHNUNG A-1
B ANHANG-LEICHTBETONENTWICKLUNG A-4
B.1 TECHNISCHE DATENBLAETTER A-4
B.2 ERGEBNISSE DER OPTIMIERUNGSVERSUCHE IN DER PRODUKTION DES
KOOPERATIONSWERKES A-11
B.3 DATEN AUS DER LEICHTBETONENTWICKLUNG A-14
C ANHANG-GROBEN- UND SCHLANKHEITSEFFEKTE FUER LAC A-16
C.1 ZU KAPITEL 5.1-GROESSEN- UND SCHLANKHEITSEFFEKT AN STANDARDPRUEFKOERPERN
...
A-16
C.1.1 GROESSENEFFEKT BEI DER BIEGEZUGFESTIGKEIT A-20
C.1.1.1 VERSUCHSBESCHREIBUNG A-20
C.1.1.2 RESULTATE A-20
C.2 GROESSEN- UND SCHLANKHEITSEFFEKTE AN KLEINFORMATIGEN WANDSCHEIBEN AUS
INNENSTEGEN A-21
C.3 FE-BERECHNUNGEN ZUM EINFLUSS VERSCHIEDENER STEIFIGKEITEN IM
STEINQUERSCHNITT A-26
D ANHANG-MODELLBILDUNG A-37
D.1 STATISTISCHE AUFBEREITUNG DER GEPRUEFTEN MATERIALDRUCK- UND
BIEGEZUGFESTIGKEITEN A-37
D.1.1 GRUNDLAGEN ZUR ERZEUGUNG DES WEIBULL-NETZES A-37
D.1.2 EXEMPLARISCHE ANALYTISCHE AUSWERTUNG NACH DIN 55303-7 MIT 95%
VERTRAUENSBEREICH A-38
D.1.3 NUMERISCHES VERFAHREN NACH DER MAXIMUM LIKELIHOOD -METHODE A-40
D.2 EINFLUSS VON LASTAUSMITTEN AUF DIE QUERSCHNITTSTRAGFAEHIGKEIT A-40
D.3 ABLEITUNG EINER ANALYTISCHEN BEZIEHUNG DER QUERZUGSPANNUNGEN MIT
HILFE DER ELASTOSTATIK A-44
D.3.1 HERLEITUNG EINER BRUCHBEDINGUNG/ FLIESSREGEL FUER DAS DRUCKVERSAGEN
DER
QUERSTEGBEREICHE A-48
D.4 ANALYTISCHE BEZIEHUNGEN ZUR QUERZUGBEANSPRUCHUNG AUF LAC- LOCHSTEINE
A-52
IMAGE 6
VI INHALTSVERZEICHNIS
D.4.1 HERLEITUNG DER GLEICHUNG D-14 ZUR BESTIMMUNG DER
NETTOSTEINDRUCKFESTIGKEIT AUS
STANDARD - MATERIAL- UND GEOMETRIEKENNWERTEN BEI AUFSPALTEN DER
QUERSTEGE BEI 80- 90% DER BRUCHLAST A-54
D.5 DETAILLIERTES BERECHNUNGSBEISPIEL ZUR BESTIMMUNG DER TRAGLAST FUER
DEN LOCHSTEIN V2 A-54
D.6 VALIDIERUNG DES MODELLS AN MAUERSTEINEN AUS DER MARKTSTUDIE A-56
E ANHANG - PROTOTYPENTWICKLUNG A-58
E.1 AUSGEWAEHLTE ANSCHLUSSDETAILS A-58
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