Elastizität im Beton

Wenn Beton mäßigen oder hohen einachsigen Druck- oder Zugspannungen ausgesetzt wird, ist die Dehnung nichtlinear zur angelegten Spannung. Wenn die Spannung entfernt wird, weicht die resultierende Spannungs-Dehnungs-Kurve vom ursprünglichen, während der Belastung beobachteten Verlauf ab, wodurch eine Hystereseschleife entsteht, die die nichtlinearen und nicht elastischen Eigenschaften des Betons anzeigt. Normalerweise wird der Elastizitätsmodul eines Materials, der ein Maß für die Steifigkeit des Materials ist, aus dem linearen Teil der Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve abgeleitet. Aufgrund der nichtlinearen Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften von Beton müssen jedoch verschiedene Methoden angewendet werden, um seinen Elastizitätsmodul zu bestimmen.

Der Tangentenmodul wird aus der Steigung einer Linie berechnet, die an einem beliebigen ausgewählten Punkt tangential zur Spannungs-Dehnungs-Kurve gezogen wird. Der Sekantenmodul verwendet die Steigung einer Linie vom Ursprung zu einem Punkt auf der Kurve, der 40 Prozent der Bruchlast darstellt. Der Sehnenmodul hingegen wird durch die Steigung einer Linie bestimmt, die zwei Punkte auf der Kurve verbindet: Einer repräsentiert eine Dehnung von 50 Mikrometer pro Meter und der andere 40 Prozent der Bruchlast. Diese Anpassung berücksichtigt die anfängliche Konkavität, die in der Kurve sichtbar ist. Der anfängliche Tangentenmodul wird normalerweise aus der Steigung der Tangente abgeleitet, die am Ursprung der Kurve eingezeichnet wird.