664 © 2007 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 102 (2007), Heft 10 Fachthemen DOI: 10.1002/best.200700573 Ultrahochleistungsbeton (UHPC) zeichnet sich besonders durch eine hohe Druckfestigkeit von bis zu 250 N/mm 2 sowie eine hohe Dichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Diese Eigen- schaften gehen mit einer zunehmenden Versprödung einher. Spröde Betone weisen unter mehraxialer Beanspruchung gerin- gere bezogene Festigkeiten auf als relativ duktiler Normalbeton. Der effektive Einsatz von UHPC erfordert die genaue Kenntnis des Tragverhaltens unter mehraxialen Spannungszuständen. Dieser Beitrag beschreibt das Verhalten von UHPC unter zweiaxialer Druckbeanspruchung im Vergleich zu dem von Normalbeton. Es wird gezeigt, dass die in DIN 1045-1 vorgeschlagenen Rechen- ansätze für mehraxiale Spannungszustände auf UHPC nicht über- tragbar sind. Des Weiteren wird ein Modell vorgestellt, das eine wirklichkeitsnahe Beschreibung des Tragverhaltens von UHPC z. B. in FE-Modellen ermöglicht. Biaxial Compressive Strength of Ultra High Performance Concrete Ultra high performance concrete (UHPC) is characterized espe- cially by high compressive strength up to 250 N/mm 2 as well as high impermeability and resistance to corrosion. These proper- ties come along with increasing brittleness. Brittle concretes have lower scaled strength under multiaxial load compared to ductile normal strength concrete. The effective application of UHPC requires specific knowledge of load bearing behaviour un- der multiaxial stress conditions. This paper describes the behav- iour of UHPC under biaxial compressive load in comparison to normal strength concrete. It will show that the calculation ap- proach for DIN is not transferable to UHPC. Furthermore a model will be suggested to realistically describe the load bearing be- haviour of UHPC for instance in FE models 1 Motivation Mehraxiale Spannungszustände kommen in vielen Berei- chen von Bauteilen vor, werden in der Praxis aber häufig auf einaxiale Näherungen zurückgeführt. Bei Normal- beton kann von einer Festigkeitssteigerung unter mehr- axialer Druckbeanspruchung ausgegangen werden. Vorangegangene Versuche mit hochfestem Beton zeigten, dass sich die Festigkeitssteigerung gegenüber der ein- axialen Festigkeit mit abnehmender Duktilität verringert. Bei Normalbeton (einaxiale Festigkeit in der Triaxial- prüfmaschine f c ′ = –36,4 N/mm 2 , –55,4 N/mm 2 und –62,5 N/mm 2 ) und hochfestem Beton (f c ′ = –61,2 N/mm 2 , –72,4 N/mm 2 und –94,2 N/mm 2 ) ohne Fasern ist die ab- nehmende Duktilität unmittelbar an die zunehmende ein- axiale Festigkeit gekoppelt, [1] bis [3]. Es zeigte sich, dass die zweiaxialen Festigkeiten und die einaxiale Festigkeit unterschiedlich stark durch die Duktilität beeinflusst wer- den. So beträgt die zweiaxiale Druckfestigkeit mit σ 1 = σ 2 bei Normalbeton das 1,25fache der einaxialen Festigkeit. Bei Hochleistungsbeton (HPC) fällt dieses Verhältnis auf 1,09 ab (Bild 1). In weiterführenden Versuchen an duktilem Hochleis- tungsbeton (f c ′ = –66,7 N/mm 2 bis –106,3 N/mm 2 ) wurde die Duktilität gezielt mit einem Fasercocktail gesteuert (König et al. [4], Curbach, Speck [5]). Der Cocktail besteht aus Polypropylenfasern, die als Rissinitiatoren, aber auch als Rissbremser fungieren und damit Energie dissipieren, sowie Stahlfasern, die die Risse klein halten. Der Gehalt an PP-Fasern wurde auf die Eigenschaften der Ausgangs- Zweiaxiale Druckfestigkeit von ultrahochfestem Beton Manfred Curbach Kerstin Speck 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 σ 1 /f c σ 2 /f c ' -36,38 N/mm 2 , ( - / - ) -72,44 N/mm 2 , ( - / - ) -83,10 N/mm 2 , (1,5 kg / 40 kg) -93,21 N/mm 2 , (1,5 kg / 80 kg) -93,47 N/mm 2 , (1,5 kg / 120 kg) 1,27 1,09 1,19 1,20 1,25 einaxiale Festigkeit in der f c ', ' (PP-Fasern / Stahlfasern je m 2 ) bezogene zweiaxiale Festigkeit Triaxialprüfmaschine Bild 1. Festigkeit von Hochleistungs- beton mit gesteigerter Duktilität im Ver- gleich zu faserlosem Normal- und Hochleistungsbeton (Curbach et al. [1], [5]) Fig. 1. Strength of high performance concrete with increased ductility in comparison to normal and high perfor- mance concrete without fibres (Curbach et al. [1], [5])