Moderne Hochleistungsbetone ermöglichen immer leichtere, filigranere und ressourcenschonendere Bauwerke, die jedoch aufgrund ihres reduzierten Eigengewichts schwingungsanfälliger sind. Bauwerke und Bauteile wie weitgespannte Brücken des Hochgeschwindigkeitszugverkehrs, Windenergieanlagen oder Maschinenfundamente sind zudem typischerweise sehr großen veränderlichen Beanspruchungen und sehr hohen Lastwechselzahlen ausgesetzt. Das Ermüdungsverhalten des Hochleistungsbetons ist für die Auslegung und Realisierung solcher Betonanwendungen entscheidend. Durch die derzeit noch bestehenden Wissenslücken hinsichtlich der Entstehung und Fortpflanzung von Ermüdungsschädigung in Hochleistungsbetonen wird der effektive Einsatz moderner Hochleistungsbetone behindert.
Das Ziel dieses Schwerpunktprogramms 2020 ist es, die Materialdegradation von Hochleistungsbetonen in Kombination neuester experimenteller und virtuell-numerischer Methoden zu erfassen, zu verstehen, zu beschreiben, zu modellieren und zu prognostizieren. Da Schädigungsprozesse auf sehr kleinen Skalenebenen ablaufen, lassen sie sich nicht vollständig im Belastungsversuch beobachten. Bereits die Erfassung von geeigneten Schädigungsindikatoren während des Versuchs macht die ohnehin zeitaufwendigen Ermüdungsversuche sehr anspruchsvoll. Insofern werden die angestrebten Erkenntnisse in enger Verzahnung der Baustoffwissenschaften und der numerischen Mechanik, d. h. in der Verzahnung von Experiment und Berechnung – im Experimental-Virtual-Lab – entwickelt. Die modellhafte Abbildung des heterogenen Gefüges von Beton sowie die Schädigungs- und Rissmodellierung auf verschiedenen Skalenebenen sowie über mehrere Tausend Lastwechsel stellen besondere Herausforderungen in diesem Schwerpunktprogramm dar.
