ForschungForschungsprojekte
Langzeitverformungsverhalten bei veränderlichen hygrisch-mechanischen Beanspru-chungen - Kriechen und Schwinden bei veränderlichen hygrischen Beanspruchungen

Langzeitverformungsverhalten bei veränderlichen hygrisch-mechanischen Beanspru-chungen - Kriechen und Schwinden bei veränderlichen hygrischen Beanspruchungen

Leitung:  Prof. Dr.-Ing. Michael Haist
Team:  Anna-Lena Podhajecky, M. Sc.
Jahr:  2020
Förderung:  DFG
Laufzeit:  36 Monate

Zur Vorhersage des Kriech- und Schwindverhaltens von Beton werden Modellgesetzte herangezogen, die vereinfachend von konstanten Klima- und Belastungsbedingungen ausgehen. In der Praxis sind Betonkonstruktionen jedoch einem zyklischen Wechsel dieser Bedingungen ausgesetzt. Aufgetretene Schadensfälle, wie z. B. an der Koror-Babeldob Brücke in Palau, sowie vereinzelte Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass mit der Annahme von konstanten Belastungs- und Klimabedingungen die tatsächlich eintretenden Verformungen stark unterschätzt werden.

Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel eines Kooperationsprojekts mit der Bergischen Universität Wuppertal und einem weiteren Teilprojekt am Institut für Baustoffe, den Einfluss veränderlicher hygrisch-mechanischer Beanspruchungen auf das Kriech- und Schwindverhalten von Beton zu quantifizieren und zu modellieren.

Im hier vorliegenden Teilprojekt wird der Schwerpunkt auf den Einfluss einer zyklischen Feuchtewechselbeanspruchung auf das Kriech- und Schwindverhalten von Beton gelegt. Hierfür werden Kriech- und Schwinduntersuchungen unter zyklisch wechselnden relativen Luftfeuchten sowie unter konstanten Luftfeuchten, die dem zyklischen Mittelwert entsprechen, durchgeführt und die daraus resultierenden Verformungen gegenübergestellt. Da das Kriechen bekanntermaßen stark vom absoluten Feuchtegehalt und dem Feuchtegradienten im Bauteilquerschnitt beeinflusst wird, werden in den untersuchten Proben durch eine vorherige Konditionierung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) definierte Feuchtegehalte und -verteilungen eingestellt. Die Änderung des inneren Feuchtezustands infolge einer zyklischen Feuchtewechselbeanspruchung wird während der Versuche messtechnisch erfasst und in Bezug zur Verformungsänderung ausgewertet. In einzelnen ergänzenden Untersuchungen wird zudem die Interaktion zwischen zyklisch variierenden Luftfeuchten mit wechselnden mechanischen Belastungen auf das Verformungsverhalten analysiert, um eine direkte Anbindung an die Versuchsergebnisse der Projektpartner zu gewährleisten.

Aufbauend auf den umfassenden Untersuchungen soll ein verallgemeinertes Modell zur Beschreibung und Vorhersage der Verformungsprozesse entstehen, das sowohl Feuchtewechsel- als auch Schwingkriechbeanspruchungen bei verschiedenen Feuchtegehalten einbezieht. Durch das erweiterte Modell wird eine erheblich verbesserte und realistischere Vorhersage der Langzeitverformungen von Beton erwartet.