Bearbeitende
Projektbeschreibung
Die der Degradation von Hochleistungsbeton unter zyklischer Beanspruchung zugrundeliegenden mikrostrukturellen Mechanismen und insbesondere die Wirkung von Mikrofasern auf die Gefügeänderungen sind bislang weder hinreichend untersucht, noch liegen hierfür adäquate Modellierungskonzepte vor. Ungeklärte Fragen sind z.B., inwieweit die grobe Gesteinskörnung bzw. deren Grenzflächen (ITZ) als Schwachstelle im Gefüge die Mikrorissbildung forcieren und wie sich räumliche Verteilungen der Festigkeiten und der Porenstruktur des Zementsteins auf die Mikrorissentwicklung auswirken.
Diesen Fragen wird im beantragten Projekt sowohl auf Basis experimenteller Untersuchungen als auch gefügeorientierter numerischer Simulationen nachgegangen. Hierzu werden numerische Modelle entwickelt, die in der Lage sind, die Mikrorissentwicklung in hoher Auflösung direkt auf der Mesoskala abzubilden und über die gesamte (bis zu mehrere Millionen umfassende) zyklische Lastgeschichte zu verfolgen. Ein Schwerpunkt ist dabei die Frage, inwieweit die Mikrorissentwicklung durch Zugabe von Mikrofasern (wenige µm breit, ca.1 bis 1,5 mm lang) gebremst werden kann bzw. welche Auswirkungen unterschiedliche Mikrofasertypen (Stahl, Carbon, AR-Glas) auf die Mikrorissentwicklung haben.
Im Vordergrund steht dabei in der ersten Förderperiode die zyklische Druckschwellbeanspruchung. Aus der systematischen Gegenüberstellung der aus numerischen Simulationen auf der Mesoskala erhaltenen räumlich-zeitlichen Mikrorissentwicklung mit den Ergebnissen von Dehnungs- und Schallemissionsmessungen sowie optischen Charakterisierungsmethoden (Mikroskopie, CT-Methoden) werden neue Erkenntnisse zur Beeinflussbarkeit des Ermüdungsverhaltens von Hochleistungsbeton durch Mikrofasern erwartet.
