GRK 2075:  Modelle für die Beschreibung der Zustandsänderung bei Alterung von Baustoffen und Tragwerken

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255042459

Bauwerke werden zweckgebunden für eine vorgesehene Nutzungsdauer entworfen und für planmäßige Einwirkungen nachgewiesen. Das Nachweiskonzept setzt in der Regel den Idealzustand des Bauwerks bei der Erstellung als für die gesamte Nutzungsdauer gegeben voraus. Tatsächlich ändern sich der Zustand der Baustoffe und damit die Eigenschaften des Bauwerks im Laufe der Nutzungsdauer, so dass dessen Zuverlässigkeit und Qualität mit der Zeit abnehmen und die Trag- und Gebrauchssicherheit beeinträchtigt sein kann. Der Prozess der „Zustandsänderung“ von Baustoffen und Tragwerken kann je nach Art des Baustoffes und der Einwirkung chemische oder physikalische Ursachen haben und findet auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen statt. Ziel des Forschungsverbundes ist die Entwicklung von Modellen zur Beschreibung und Bewertung der Zustands- und Qualitätsänderung von Bauwerken des Konstruktiven Ingenieurbaus unter chemischen und physikalischen Einwirkungen. Die zur Zustandsänderung beitragenden in der Regel mehrfach gekoppelten Prozesse sollen mit homogenisierenden Modellen im Rahmen der Kontinuumsmechanik und der Theorie poröser Medien mit dem Ziel beschrieben werden, die Phänomenologie der Alterung experimentell und numerisch zu untersuchen und für Einzelfälle prognostizieren zu können. Die Prognosemodelle sollen die Phänomene nicht getrennt als „Insellösungen“ abbilden, sondern das Zusammenwirken der Prozesse erfassen, um eine integrale Aussage über die Qualität eines Bauwerks im Sinne der Gebrauchstauglichkeit zu ermöglichen. In Weiterentwicklung der zurzeit vorhandenen Modelle sollen die Mechanismen auf verschiedenen Raum- und Zeitskalen der Materialstruktur untersucht, beschrieben und experimentell validiert werden. Auf Grundlage numerischer und experimenteller Ergebnisse sollen vereinfachende Ingenieurmodelle für die Anwendung auf Tragwerksebene entwickelt werden. Die Weiterbildung der Promovierenden erfolgt mit einem strukturierten Qualifizierungskonzept, mit dem die Promovierenden an das internationale Forschungsniveau herangeführt werden. Die Weiterbildung umfasst fachliche Komponenten im Bereich der experimentellen Baustoffwissenschaften, der mathematisch-mechanischen Modellbildung und der Tragwerksanalyse sowie den Erwerb überfachlicher Qualifikationen im Bereich des wissenschaftlichen Arbeitens und desWissenschaftsmanagements. Aufgrund der baustoffübergreifenden Fragestellung eröffnet sich den Promovierenden die Möglichkeit, völlig unterschiedliche Phänomenologien zu verstehen, zu bewerten und mit entsprechenden Prognosemodellen zu beschreiben.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Dieter Dinkler, bis 9/2021; Professor Dr.-Ing. Martin Empelmann; Professor Dr.-Ing. Martin Christian Geier; Professor Dr.-Ing. Ralf Jänicke, seit 3/2022; Professor Dr.-Ing. Bohumil Kasal; Professorin Dr.-Ing. Ursula Kowalsky; Professorin Dr.-Ing. Sabine C. Langer; Professorin Dr. Laura De Lorenzis, bis 12/2020; Professor Dr.-Ing. Dirk Lowke; Professor Dr.-Ing. Ulrich Römer; Professor Dr.-Ing. Klaus Thiele; Professor Dr.-Ing. Henning Wessels, seit 3/2022; Professor Dr.-Ing. Roland Wüchner, seit 3/2022; Professor Dr.-Ing. Libo Yan, Ph.D.
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Manfred Krafczyk