Kriechen und Schwinden bei veränderlichen hygrischen Beanspruchungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Haist, seit 9/2019
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327002599

Die Vorhersage des Schwind- und Kriechverhaltens von Beton in den weltweit eingesetzten Normen des Stahlbetonbaus beruht auf Modellgesetzen, die vereinfachend von konstanten Umgebungs- und Belastungsbedingungen ausgehen. Der Einfluss zyklischer Änderungen dieser Parameter, welche in der Praxis meist gegeben sind, wird vernachlässigt. Demgegenüber zeigen die sehr wenigen vorliegenden Untersuchungen zum Kriechen bei veränderlichen Bedingungen signifikant vergrößerte Verformungen. Hierin könnte eine wesentliche Ursache der unerwartet großen und in jüngster Zeit dokumentierten Verformungen bei Betonbrücken beruhen. Vor diesem Hintergrund besteht die Zielsetzung des Verbunds von Wissenschaftlern der Universitäten Wuppertal und Hannover sowie dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) darin, das Langzeitverformungsverhalten von Beton bei veränderlicher hygrisch-mechanischer Beanspruchung zu quantifizieren und zu modellieren. Im hier vorliegenden Teilantrag des Antragstellers KIT wird schwerpunktmäßig der Frage nachgegangen, wie sich eine zyklische Feuchtewechselbeanspruchung auf das Schwind- und Kriechverhalten von Beton auswirkt. In einzelnen ergänzenden Versuchen wird zudem die Interaktion mit zyklisch variierenden Kriechlasten erfasst. Hierdurch wird eine enge Anbindung an die Versuchsergebnisse der Projektpartner gewährleistet. Alle Untersuchungen sind an zwei repräsentativen Konstruktionsbetonen unterschiedlicher Festigkeit vorgesehen. Neben der Dauer der Feuchtezyklen wird insbesondere die Höhe der Umgebungsfeuchte der Proben variiert. Die ermittelten Verformungen werden mit jenen aus Referenzmessungen bei konstantem Klima verglichen, wodurch eine Quantifizierung und Modellierung des Einflusses zyklischer Feuchteschwankungen auf das Schwind- und Kriechverhalten von Beton gelingt. Da das Kriechen bekanntermaßen stark durch den absoluten Feuchtegehalt des Betons sowie durch Feuchtegradienten über den Bauteil- bzw. Probenquerschnitt beeinflusst wird, werden mittels einer in Vorarbeiten entwickelte Probenkonditionierung diese Parameter ebenfalls gezielt variiert. Abschließend kann in Verbindung mit den experimentellen Ergebnissen der Verbundpartner eine erweiterte Modellgleichung für das Langzeitverhalten von Beton abgeleitet werden, welche den durch diese Forschungsarbeit geklärten Einflüssen aus variablen Belastungs- und Umgebungsbedingungen zutreffend Rechnung trägt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Harald S. Müller, bis 9/2019