The autogenous shrinkage due to self-desiccation of high- and ultra-high performance concretes with very low water-cement ratio in case of restraint leads to considerable stresses starting from very early age. The resultant risk of cracking presently cannot be adequately investigated. Parameters that are particularly difficult to capture experimentally are the concrete temperature and the viscoelasticity. The primary objective of this work was to assess as precise as possible the autogenous shrinkage cracking propensity of representative concretes at strong restraint and constant room temperature. Test methods needed to be chosen and enhanced in a way that preferably allowed for the efficient and precise investigation of all relevant factors in the future. Ideally, a method suitable for a complete empirical modeling was provided. First the methodological requirements and the advantages and disadvantages of existing test methods were discussed. Based on this, optimized test methods were proposed. Their suitability was verified using the example of ultra-high strength concrete. The choice of concrete compositions considered the essential measures for reducing shrinkage (internal curing, shrinkage-reducing admixtures, reduction of the fraction of Portland cement in the binder). The autogenous shrinkage was measured with the shrinkage cone method. This new test method was validated by investigations of the repeatability and reproducibility and proved efficient and precise. It allows for measurements under non-isothermal conditions; no established test method exists for that purpose to date. The autogenous shrinkage of the ultra-high strength concretes at the age of 24 h, investigated under quasi-isothermal conditions (20 °C), was between 0,25 mm/m and 0,70 mm/m. It was particularly low when a shrinkage-reducing admixture was added and when superabsorbent polymers were used. The stresses due to restraint were determined with the restrained ring test. A large part of the stresses to be expected according to Hooke’s Law were eliminated by creep and relaxation. The relaxation capacity being very pronounced at very early age was the main reason that no visible cracking occurred, not even with the concretes with high autogenous shrinkage. The development of the autogenous shrinkage cracking propensity was described as ratio of restraint stress and splitting tensile strength. By means of modified ring tests, used to determine the maximum tensile stress, it could be shown that the ratio of stress to strength is an appropriate failure criterion. However, the cracking propensity can be calculated correctly only if the strongly age-dependent ratio of uniaxial to splitting tensile strength is accounted for. Besides, it needs to be considered that at very early age a plastic stress redistribution may occur in restrained ring tests. The reference concrete showed a high cracking propensity of up to 0.68. The fact that shrinkage-reducing measures led to significantly lower values reveals their relevance for the safe application of ultra-high strength concrete. However, the investigations carried out here at 20 °C do not allow for a final assessment of the cracking propensity under typical on-site conditions. To empirically model the autogenous shrinkage cracking propensity as a function of temperature and stress level in the future, an analytical stress solution for non-isothermal restrained ring tests and a new approach for investigating the residual stress and relaxation capacity by means of non-passive restrained ring tests was suggested.:1 Introduction 2 Autogenous shrinkage 5 2.1 Shrinkage and hydration 5 2.2 Definitions and research approaches 10 2.3 Metrological issues 14 2.3.1 Multitude of test methods 14 2.3.2 Time-zero 16 2.3.3 Other metrological issues 18 2.4 Corrugated tube method 19 2.5 Influencing parameters 21 2.5.1 Concrete composition 21 2.5.2 Temperature 23 2.5.3 Specific countermeasures 25 2.6 Summary and conclusions with respect to the own work 25 3 Concretes used in the own investigations 27 3.1 Preliminary remarks 27 3.2 Concrete compositions 27 3.3 Constituents 28 3.3.1 Cement 28 3.3.2 Ground-granulated blast furnace slag 28 3.3.3 Silica fume 28 3.3.4 Admixtures 29 3.3.5 Aggregates 29 3.4 Mixing 29 3.5 Basic properties 30 3.5.1 Compressive strength 30 3.5.2 Splitting tensile strength 31 3.5.3 Modulus of elasticity 33 3.5.4 Analysis of mechanical properties 35 3.5.5 Coefficient of thermal expansion 38 3.5.6 Isothermal calorimetry 39 3.6 Summary 39 4 Shrinkage cone method for measuring autogenous shrinkage 41 4.1 Introduction 41 4.2 Setup and measurement procedure 41 4.3 Temperature control 44 4.4 Precision under quasi-isothermal conditions 47 4.4.1 Repeatability 47 4.4.2 Reproducibility 49 4.4.3 Shrinkage cone method vs. corrugated tube method 49 4.5 Autogenous shrinkage of the investigated concretes at 20 °C 54 4.6 Tests under non-isothermal conditions 55 4.7 Summary 56 5 Stress and cracks due to restrained autogenous shrinkage 58 5.1 Introduction 58 5.2 Degree of restraint 58 5.3 Formation of cracks 60 5.4 Very early age and importance of stress relaxation 63 5.5 Creep and cracking - further methodological aspects 65 5.6 Autogenous shrinkage cracking propensity 69 5.7 Role of temperature history 70 5.8 Further state of knowledge 72 5.8.1 Preliminary remarks on test methods 72 5.8.2 Quantitative investigations under restraint conditions 73 5.8.3 A full-scale model for assessing the cracking risk at very early age 77 5.9 Summary 78 6 Investigation of the autogenous shrinkage cracking propensity 80 6.1 Introduction 80 6.2 Suitability of temperature-stress testing machines 80 6.2.1 Development, setup and use 80 6.2.2 Results of round robin tests 83 6.3 Restrained ring test - methodological foundations 86 6.3.1 Setup and use 86 6.3.2 Evaluation of restrained ring tests 90 6.3.3 Use of temperature changes for the investigation of creep and relaxation 96 6.4 Own investigations with the restrained ring test 97 6.4.1 Setup 97 6.4.2 Compensation of disturbing temperature effects 99 6.4.3 Repeatability 100 6.4.4 Measured steel ring strains 101 6.4.5 Simple stress analysis 102 6.4.6 Autogenous shrinkage cracking propensity - further analysis 106 6.4.7 Thermal stress component 116 6.4.8 Period of maximum cracking propensity 118 6.4.9 Restraint stress versus autogenous shrinkage 119 6.4.10 Cracking propensity versus autogenous shrinkage 120 6.4.11 Further considerations on creep 121 6.5 Summary 126 7 Summary, conclusions and outlook 128 7.1 Summary and conclusions 128 7.2 Outlook 130 8 Literature 131 9 Annex 159 / Das durch Selbstaustrocknung verursachte autogene Schwinden von besonders leistungsfähigen Betonen mit sehr niedrigem Wasserzementwert führt bei Dehnungsbehinderung bereits in sehr frühem Alter zu erheblichen Zwangsspannungen. Die Gefahr der Rissbildung, die sich daraus ergibt, lässt sich bislang nur unzureichend untersuchen. Experimentell besonders schwer zu erfassende Faktoren sind die Betontemperatur und die Viskoelastizität. Das vorrangige Ziel der Arbeit war die möglichst genaue Ermittlung der autogenen Schwindrissneigung repräsentativer Betone bei starker Dehnungsbehinderung und konstanter Raumtemperatur. Dabei waren die Prüfverfahren möglichst so zu wählen und weiterzuentwickeln, dass sich zukünftig alle relevanten Faktoren effizient und genau untersuchen lassen. Im Idealfall sollte eine Methode entstehen, die eine vollständige empirische Modellierung erlaubt. Zunächst wurden die methodischen Anforderungen und die Vor- und Nachteile existierender Prüfverfahren diskutiert. Darauf aufbauend wurden optimierte Verfahren vorgeschlagen. Ihre Eignung wurde an ultrahochfestem Beton überprüft. Bei der Auswahl der Betone wurden die wesentlichen Maßnahmen zur Schwindreduzierung berücksichtigt (innere Nachbehandlung, schwindreduzierende Zusatzmittel, Verringerung des Portlandzementanteils am Bindemittel). Das autogene Schwinden wurde mit dem Schwindkegelverfahren gemessen. Das neue Verfahren wurde durch Untersuchungen zur Wiederhol- und Vergleichsgenauigkeit validiert und erwies sich als effizient und genau. Es ermöglicht Messungen unter nicht-isothermen Bedingungen; hierfür existiert bisher kein etabliertes Verfahren. Das autogene Schwinden der untersuchten ultrahochfesten Betone unter quasi-isothermen Bedingungen (20 °C) betrug im Alter von 24 h zwischen 0,25 mm/m und 0,70 mm/m. Besonders gering war es bei Zugabe eines schwindreduzierenden Zusatzmittels bzw. Verwendung superabsorbierender Polymere. Mit dem Ring-Test wurden die bei Dehnungsbehinderung entstehenden Spannungen ermittelt. Ein großer Teil der gemäß Hooke’schem Gesetz zu erwartenden Spannungen wurde durch Kriechen und Relaxation abgebaut. Die im sehr frühen Alter stark ausgeprägte Relaxationsfähigkeit war der wesentliche Grund dafür, dass es selbst bei Betonen mit hohem autogenen Schwinden zu keiner erkennbaren Rissbildung kam. Die Entwicklung der autogenen Schwindrissneigung wurde als Verhältnis von Zwangsspannung und Spaltzugfestigkeit beschrieben. Durch modifizierte Ring-Tests, mit deren Hilfe die maximale Zugspannung ermittelt wurde, konnte gezeigt werden, dass das Verhältnis von Spannung und Festigkeit als Versagenskriterium geeignet ist. Die Rissneigung lässt sich aber nur dann korrekt berechnen, wenn das stark altersabhängige Verhältnis von einaxialer Zugfestigkeit und Spaltzugfestigkeit berücksichtigt wird. Außerdem ist zu beachten, dass es im sehr frühen Alter zu einer plastischen Spannungsumlagerung in Ring-Tests kommen kann. Der Referenzbeton wies eine hohe Rissneigung von bis zu 0,68 auf. Dass die schwindreduzierenden Maßnahmen zu deutlich geringeren Werten führten, zeigt deren Bedeutung für den sicheren Einsatz von ultrahochfestem Beton. Die hier bei 20 °C durchgeführten Untersuchungen erlauben allerdings keine abschließende Bewertung der Rissneigung unter baustellentypischen Bedingungen. Um die autogene Schwindrissneigung zukünftig als Funktion der Temperatur und des Lastniveaus empirisch modellieren zu können, wurden eine analytische Spannungslösung für nicht-isotherme Ring-Tests und ein neuer Ansatz zur Untersuchung der Resttrag- und Relaxationsfähigkeit mit Hilfe nicht-passiver Ring-Tests vorgeschlagen.:1 Introduction 2 Autogenous shrinkage 5 2.1 Shrinkage and hydration 5 2.2 Definitions and research approaches 10 2.3 Metrological issues 14 2.3.1 Multitude of test methods 14 2.3.2 Time-zero 16 2.3.3 Other metrological issues 18 2.4 Corrugated tube method 19 2.5 Influencing parameters 21 2.5.1 Concrete composition 21 2.5.2 Temperature 23 2.5.3 Specific countermeasures 25 2.6 Summary and conclusions with respect to the own work 25 3 Concretes used in the own investigations 27 3.1 Preliminary remarks 27 3.2 Concrete compositions 27 3.3 Constituents 28 3.3.1 Cement 28 3.3.2 Ground-granulated blast furnace slag 28 3.3.3 Silica fume 28 3.3.4 Admixtures 29 3.3.5 Aggregates 29 3.4 Mixing 29 3.5 Basic properties 30 3.5.1 Compressive strength 30 3.5.2 Splitting tensile strength 31 3.5.3 Modulus of elasticity 33 3.5.4 Analysis of mechanical properties 35 3.5.5 Coefficient of thermal expansion 38 3.5.6 Isothermal calorimetry 39 3.6 Summary 39 4 Shrinkage cone method for measuring autogenous shrinkage 41 4.1 Introduction 41 4.2 Setup and measurement procedure 41 4.3 Temperature control 44 4.4 Precision under quasi-isothermal conditions 47 4.4.1 Repeatability 47 4.4.2 Reproducibility 49 4.4.3 Shrinkage cone method vs. corrugated tube method 49 4.5 Autogenous shrinkage of the investigated concretes at 20 °C 54 4.6 Tests under non-isothermal conditions 55 4.7 Summary 56 5 Stress and cracks due to restrained autogenous shrinkage 58 5.1 Introduction 58 5.2 Degree of restraint 58 5.3 Formation of cracks 60 5.4 Very early age and importance of stress relaxation 63 5.5 Creep and cracking - further methodological aspects 65 5.6 Autogenous shrinkage cracking propensity 69 5.7 Role of temperature history 70 5.8 Further state of knowledge 72 5.8.1 Preliminary remarks on test methods 72 5.8.2 Quantitative investigations under restraint conditions 73 5.8.3 A full-scale model for assessing the cracking risk at very early age 77 5.9 Summary 78 6 Investigation of the autogenous shrinkage cracking propensity 80 6.1 Introduction 80 6.2 Suitability of temperature-stress testing machines 80 6.2.1 Development, setup and use 80 6.2.2 Results of round robin tests 83 6.3 Restrained ring test - methodological foundations 86 6.3.1 Setup and use 86 6.3.2 Evaluation of restrained ring tests 90 6.3.3 Use of temperature changes for the investigation of creep and relaxation 96 6.4 Own investigations with the restrained ring test 97 6.4.1 Setup 97 6.4.2 Compensation of disturbing temperature effects 99 6.4.3 Repeatability 100 6.4.4 Measured steel ring strains 101 6.4.5 Simple stress analysis 102 6.4.6 Autogenous shrinkage cracking propensity - further analysis 106 6.4.7 Thermal stress component 116 6.4.8 Period of maximum cracking propensity 118 6.4.9 Restraint stress versus autogenous shrinkage 119 6.4.10 Cracking propensity versus autogenous shrinkage 120 6.4.11 Further considerations on creep 121 6.5 Summary 126 7 Summary, conclusions and outlook 128 7.1 Summary and conclusions 128 7.2 Outlook 130 8 Literature 131 9 Annex 159

Um die Leistung und Lebensdauer von energietechnischen Komponenten weiter zu steigern, sind höhere Leistungen, Leistungsdichten sowie Prozesswirkungsgrade zentrale Bestandteile künftiger Entwicklungen. Mit steigernden Leistungsdichten erhöhen sich auch stetig die Belastungen der einzelnen Komponenten. Zusammen mit neuen Werkstoffen und technologischem Fortschritt, wie beispielsweise verbesserten Kühltechnologien oder strömungstechnischen Optimierungen ermöglicht auch eine verbesserte Kenntnis der Belastungsbedingungen und des Schädigungsverhaltens höhere Leistungen und Leistungsdichten. Aktuelle Gasturbinen und oft auch Kraftwerkskomponenten unterliegen zusätzlich zu den mechanischen und zeitlich variablen thermischen Beanspruchungen auch großen örtlichen thermischen Gradienten, die die Lebensdauer der Komponenten stark beeinflussen. Diese thermischen Gradienten induzieren zum einen zusätzliche Beanspruchungen und die örtlich variablen Temperaturfelder führen zum anderen zu stark variierenden Werkstofffestigkeiten. In dieser Arbeit wird ein Prüfstand zur realistischen Prüfung eines typischen Gasturbinenschaufelmaterials Mar-M247 entwickelt und mit diesem eine systematische experimentelle Untersuchung des Einflusses thermischer Gradienten auf die niederzyklische Ermüdungsfestigkeit unter erhöhten Temperaturen durchgeführt. Im weiteren Teil der Arbeit wird ein visko-elasto-plastisches Materialmodell weiterentwickelt, um die lokal unsymmetrische Beanspruchung der Proben unter zyklischer Last realistisch abbilden zu können. Mit Hilfe von Experimenten aus der Literatur werden dabei zunächst die Grenzen und Möglichkeiten des Modells diskutiert, um es dann auf den konkreten Werkstoff anzupassen. Der wesentliche Vorteil des entwickelten Modells liegt in der verbesserten Beschreibung des zyklischen Kriechens und zyklischen Relaxierens (Ratcheting) insbesondere unter einachsiger Beanspruchung und in der nachträglichen Anpassungsmöglichkeit des spezifischen Ratchetingterms nach der Anpassung aller anderen Materialparameter. Die Analyse der experimentell ermittelten Lebensdauern erfolgt sowohl mit ingenieurmäßigen Methoden basierend auf der spannungsabhängigen Lebensdauerbeschreibung nach Basquinund Wöhler als auch mittels eines lokalen bruchmechanischen Ansatzes, der es ermöglicht,sowohl die Rissinitiierung als auch den Rissfortschritt unter variabler Temperatur und kombinierter Kriech- und Ermüdungsbeanspruchung zu beschreiben. Das Material- und Lebensdauermodell werden zusammen im letzten Teil der Arbeit eingesetzt, um das Verformungs- und Lebensdauerverhalten der untersuchten Proben zu berechnenund es kann gezeigt werden, dass sich die Versuche mit sehr guter Qualität wiedergeben lassen.:Versicherung i Abstract iii Kurzfassung v List of abbreviations and symbols xi 1 Introduction 1 2 Objective 5 3 State of the art 7 3.1 Thermal and mechanical loading of gas turbine components . . . . . . . . . . 7 3.2 Material characterisation of nickel-based superalloys . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3 Deformation modelling based on constitutive material laws . . . . . . . . . . 13 3.3.1 Ramberg-Osgood material law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.3.2 Strain and stress tensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3.3 Thermodynamic principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4 Elasto-visco-plastic material models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.4.1 Isotropic hardening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4.2 Kinematic hardening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4.3 Kinematic hardening for improved simulation of ratcheting . . . . . . 18 3.4.4 Viscosity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.5 Failure at elevated temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.5.1 Fundamental fatigue life models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5.2 Creep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.5.3 Crack growth models for fatigue loading . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5.4 Creep crack growth based on C(t) and C ∗ . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.5.5 Temperature dependency and normalization methods . . . . . . . . . 35 3.5.6 Lifetime under temperature variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.5.7 Influence of mean stresses on lifetime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.5.8 Influence of oxidation on failure at elevated temperatures . . . . . . . 42 3.5.9 Constitutive damage and crack growth models . . . . . . . . . . . . . 45 3.6 Experimental methods for the generation of large homogeneously distributed heat flux densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.6.1 Resistance heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.6.2 Inductive heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.6.3 Convective heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.6.4 Laser based heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.6.5 Radiation heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.7 Conclusion on the state of the art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4 Development of a test system for cyclic fatigue tests under homogeneous surface temperature conditions 59 4.1 Boundary conditions for the development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.2 Concept for a test system with a new highly focusing heating . . . . . . . . . 60 4.2.1 Simulation of heat fluxes of different furnace geometries by ray-tracing 60 4.3 Definition of reflection and transmission coefficient . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.3.1 Simulation of the radiation behaviour for the furnace concepts . . . . 66 4.4 Analytical calculation of heat transfer inside the hollow specimen . . . . . . . 71 4.5 Finite element calculation of temperature distribution in the specimen wall . 73 4.6 Design and evaluation of the specimen internal cooling system . . . . . . . . . 75 4.6.1 Installation of heating and development of the load train . . . . . . . 81 5 Experimental investigation 85 5.1 Measurement of surface temperatures and thermal gradients . . . . . . . . . . 87 5.1.1 Measurement of surface temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.2 Axial surface temperature distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.1.3 Measurement of thermal gradients across specimen wall . . . . . . . . 92 5.2 Results of isothermal ratcheting tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.3 Deformation behaviour of cyclic tests with superimposed thermal gradients . 98 5.3.1 Variation of mean strain and mean stress . . . . . . . . . . . . . . . . 98 5.4 Termination criteria for the tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 5.4.1 Measurement of modulus of elasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 5.5 Low cycle fatigue life of Mar-M247 with and without superimposed thermal gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.6 Results of hollow cylindrical specimen testing with thermal gradients . . . . . 108 6 Microstructural investigation 113 7 Deformation modeling with improved ratcheting simulation based on small scale strain theory 123 7.1 Modeling of ratcheting behaviour of Mar-M247 . . . . . . . . . . . . . . . . 123 7.1.1 Improvement of uniaxial ratcheting description for the Armstrong- Frederick-model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 7.1.2 Evaluation of the proposed model for multiaxiality . . . . . . . . . . . 129 7.2 Application of the deformation model on Mar-M247 . . . . . . . . . . . . . 132 8 Lifetime calculation of the nickel-base-superalloy Mar-M247 based on engineering and crack growth methods 139 8.1 Modification of the Krämer crack growth model . . . . . . . . . . . . . . . . 139 8.2 Choice of basic variable for the fatigue crack growth and crack initiation . . . 140 8.3 Oxidation based crack growth model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 8.4 Creep crack growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 8.5 Creep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 8.6 Fatigue life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 8.6.1 Extension of the Paris crack growth model based on intrinsic defect size152 8.6.2 Crack length independent formulation of J-integral . . . . . . . . . . . 154 8.7 Combined model for comprehensive description of the crack-initiation and -growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 8.7.1 Comparison to crack growth experiments . . . . . . . . . . . . . . . . 161 8.7.2 Comparison to fatigue experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 9 Application of material and crack growth model to the experiments with superimposed thermal gradient 167 9.1 Geometry function for the hollow specimen investigated . . . . . . . . . . . . 167 9.2 Application of the crack growth model on non-isothermal tests . . . . . . . . 170 9.2.1 Calculation of the stress strain field of hollow cylindrical specimen subjected to thermally induced stress gradients with the elasto-visco- plastic model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 9.2.2 Calculated crack growth behaviour under locally non-isothermal con- ditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 10 Conclusion and outlook 181 Bibliography 185

In der vorliegenden Arbeit wurde die Ringfuge einer Tübbingschale hinsichtlich der Möglichkeit einer Reibungskopplung zur Übertragung von Scherkräften, wie sie bei relativen Ringversätzen auftreten können, untersucht. Ein Schwerpunkt lag dabei in der Ermittlung von Scherwiderständen an unterschiedlich profilierten Betonprobekörpern mit direktem Betonkontakt bzw. mit Verwendung einer Zwischenlage. Neben diesen Scherversuchen wurde zudem die Entwicklung der Normalkraft in der Ringfuge untersucht. Dabei wurden zur Verfügung gestellte Messdaten eines In-situ-Versuchs am Neuen Schlüchterner Tunnel ausgewertet. Weitere Erkenntnisse lieferte ein unter Laborbedingungen durchgeführter Bauteilversuch an Originaltübbings. Letztere wurden mittels Spanngliedern über einen Zeitraum von drei Jahren verspannt. Der Spannkraftverlust infolge von Kriechen und Schwinden des Betons sowie der Relaxation der Dichtungsprofile und der Spannglieder wurde kontinuierlich ermittelt

Im Projekt wurde das Ermüdungsverhalten eines hochgefüllten, extrudierten Holz- Polymer- Werkstoffes (Wood Polymer-Composite, kurz: WPC) und dessen technisches Halbzeug (WPC-Systemprofil) im Anwendungsfeld der Fördertechnik erforscht. Kernsegment im Projekt ist das hochgefüllte WPC-Extrusionsprofil als Trag- und Gleitelement im Hängefördersystem (HFS). Im ersten Schritt wurde das Kriechverhalten (langzeitstatisch) und Ermüdungsverhalten unter dynamisch-schwingender Belastung (langzeitdynamisch) am produktspezifischen WPC-Material und am WPC-Systembauteil untersucht. Das Prüfregime bezieht sich dabei auf das reale Belastungskollektiv in der Anwendung des Hängefördersystems, welches vorrangig einer Dreipunktbiegebelastung im WPC-Systemprofil und einer Zugbelastung in der Verbindungsstelle entspricht. Aufbauend auf die Material- und Bauteiluntersuchung wurde der Dauerlauftest am Funktionsprototyp (Hängefördersystem) durchgeführt. Dabei wurden die Kriechneigung des WPC-Systemprofils und der Vorspannkraftverlust in der Verbindungsstelle im praxisrelevanten Fall überwacht. / In the research project the fatigue behavior of a high filled extruded Wood Polymer Composite (WPC) and its technical product were investigated in the application of material handling technology. The main focus of the project is the high filled WPC extrusion profile, which is applied as a sliding rail for the use in an overhead material handling system. In the first step the creep behavior (long-term static load) and fatigue behavior under dynamic-oscillating loads were studied on the product-specific WPC material and on the WPC component. The testing procedure refers to the real stress collection in the application of the overhead material handling system, which corresponds to a three-point bending load in the profile and a tensile load in the connection point. Furthermore, an endurance test was carried out under practical conditions on the overhead matrial handling system to oversee the long-term mechanical properties of the WPC sliding rail and the loss of the preloaded force in the connection point.