Ein optoanalytisches Verfahren zur Bestimmung der Faserverteilung und -orientierung in stahlfaserverstaerktem UHFB / An Optoanalytic Method for the Determination of the Distribution and Orientation of Fibres in Steel Fibre Reinforced UHPC

Fuer den Einsatz von Ultrahochfestem Beton (UHFB) mit Stahlfasern ist zur zuverlaessigen Ermittlung der Tragfaehigkeit sowie aus Gruenden der Wirtschaftlichkeit die Kenntnis ueber die Verteilung und Orientierung der Fasern von Bedeutung. Der Beitrag beschreibt ein am Institut fuer Massivbau und Baustofftechnologie der Universitaet Leipzig entwickeltes optoanalytisches Verfahren zur Bestimmung der Faserverteilung und -orientierung. Die Faserorientierung wird bei solchen Verfahren auf der Grundlage der ellipsenfoermigen Faserquerschnitte ermittelt, die sich in der Schnittflaeche der Probe abzeichnen. Fuer eine beliebig im Raum orientierte Faser kann dann ein Faserorientierungsbeiwert etaF,y in Zugspannungsrichtung ermittelt werden. Das Verfahren zeichnet sich gegenueber anderen Verfahren durch eine Optimierung der Praeparation und der fotographischen Aufnahme der Schnittflaeche sowie ein Programm zur computergestuetzten Analyse aus. Hierbei bietet das Programm gleichzeitig die Vorteile einer automatischen Erkennung und Idealisierung der Faserquerschnitte als Ersatzellipsen in Verbindung mit einer komfortablen Nachbearbeitungsmoeglichkeit. Die Funktionalitaet des Verfahrens konnte durch einen verfahrensinternen Vergleich und einen verfahrensuebergreifenden Vergleich mit dem an der TU Braunschweig entwickelten Induktionsverfahren, bei dem die Faserorientierung als Verhaeltnis der induzierten Spannungen angegeben wird, bestaetigt werden. ABSTRACT IN ENGLISH: Micro steel fibres were often used to improve the ductility as well as to increase the tensile and bending strength of ultra high performance concrete (UHPC). The knowledge about the distribution and orientation of fibres is important to predict the load capacity of structures made of fibre reinforced UHPC. It is also relevant from economic and ecological point of view. Due to the multiplicity of influences, such as geometry, concrete properties and manufacture technology, it is necessary to investigate the distribution and orientation of fibres for individual application. At Leipzig University a practicable method was developed to determine the distribution and orientation of micro steel fibres in UHPC. (A)