No abstract

Nowadays ensuring the safety of people and the protection of infrastructure is a socially relevant topic, which requires a thorough investigation. The Institute of concrete construction at the University of the German Armed Forces in Munich is investigating the possibilities of using steel fiber concrete for the protection of military facilities and state-owned special buildings in Germany. In this research project steel fiber reinforced concrete is investigated under high dynamic loads specifically under contact detonation loading. Plates with varying reinforcement systems, different thicknesses, different fiber geometries, fiber contents and fiber types were produced.The following concrete compressive strengths C20/25, C40/50, C80/95 were used in this research project.The plates were loaded with 500 g, 750 g, 1000 g, 1500 g and 2000 g PETN explosive at the test facility of the German Armed Forces Technical centre for Protective and Special Technologies. An important property of construction material during ballistic threats and contact detonation is the concrete tensile strength. Through the addition of fibers, the post cracking behavior and the ductility of concrete components can be improved. All fiber-reinforced specimens showed less damage than the non-fiber reinforced elements. The aim of the study is to optimize the concrete mixture for the fiber concrete protection components considering the following factors: concrete quality, fiber content, fiber geometry, as well as aggregate size of the concrete. Another aim is to record and evaluate the damage parameters of the steel fiber reinforced concrete slabs after the highly dynamic load, and to investigate to offer suggestion for retrofitting. In this article, the test results of different steel framed concretes under highly dynamic conditions are presented.

Militärische Einrichtungen der deutschen Bundeswehr stellen bei Einsätzen in einem Konfliktgebiet ein mögliches Ziel für Angriffe dar. Aus diesem Grund kommt der Sicherung von Infrastruktur mittels massiver Schutzbauteile eine hohe Bedeutung zu. Als Grundlage für die Entwicklung von Ingenieurmodellen zur Bemessung der Bauteile für Einwirkungen mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten wurden Kontaktdetonationsversuche an Probekörpern, die aus Normal‐ und Stahlfaserbeton hergestellt sind, durchgeführt. Der durch die Kontaktdetonation erzeugte Schädigungsverlauf im Bauteil ist mittels zerstörungsfreier Prüfung untersucht worden. Ziel der Untersuchung war es, die Eignung des Impakt‐Echo(IE)‐Verfahrens für dieses besondere Anwendungsgebiet zu überprüfen. Die Untersuchungen zeigten, dass das IE‐Verfahren zur Bestimmung der Größe des geschädigten Bereichs geeignet war, aber nicht zur Detektion der exakten Schadenstiefe an jedem einzelnen Messpunkt. In der Zukunft werden noch weitere Untersuchungen mit zerstörungsfreien Prüfgeräten wie beispielsweise dem Georadar durchgeführt.

Die Sicherung wichtiger militärischer und politischer Infrastruktur gegen potenzielle terroristische Angriffe ist von großer Bedeutung. Hierzu sind Bauteile aus Stahlfaserbeton sehr gut geeignet und können mit dem beschriebenen Ingenieurmodell dimensioniert werden. Als Grundlage für die Entwicklung eines Ingenieurmodells wurden in der Vergangenheit Versuche mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten aus Kontaktdetonation an aus Normal‐ und Stahlfaserbeton hergestellten Platten durchgeführt und ausgewertet. Die dabei bestimmten Kenngrößen und anhand der Bruchbilder gewonnenen Erkenntnisse dienten nun als Eingangsparameter zur Entwicklung eines Ingenieurmodells. Das Ziel der Entwicklung des Ingenieurmodells war es, in Abhängigkeit von der dynamischen Betonzugfestigkeit, der Bauteildicke und der Größe der Kontaktdetonationsladung zu bestimmen, welche Menge Stahlfasern in Vol.‐% erforderlich ist, um einen Trümmerflug auf der lastabgewandten Seite der Platte zu vermeiden. Dazu wird die aus der Kontaktdetonation erzeugte kinetische Abplatzenergie in der Platte bestimmt und im Anschluss die aufnehmbare kinetische Energie des Stahlfaserbetons in Abhängigkeit vom Stahlfasergehalt ermittelt. Um die ingenieurpraktische Verwendung zu gewährleisten, wurden die Resultate in einem Diagramm abgebildet. Somit ist es durch einfaches Ablesen möglich, den rechnerisch erforderlichen Stahlfasergehalt in Vol.‐% zur Vermeidung des Trümmerflugs auf der lastabgewandten Seite der Platte zu bestimmen.

No abstract