Einfluss Intermittierender Trocknungsperioden auf die Schädigungsentwicklung von Betonen unter Frost-Tausalz-Belastung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem Vorhaben wurde der Einfluss intermittierender Trocknungsperioden auf die Schädigungsentwicklung zementhaltiger Baustoffe unter Frost-Tausalz-Belastung untersucht. Dabei zeigte sich, dass zwischen Frost-Tau-Wechseln auftretende Trocknungen einen erheblichen Einfluss auf die Höhe und Geschwindigkeit der Abwitterung besitzen. Abhängig von der Zementart sowie der vorherrschenden Temperatur, Feuchte und CO2-Konzentration während der Trocknung weisen die untersuchten Mörtel und Betone i.d.R. ein erhöhtes Abwitterungsverhalten direkt nach der Trocknung, jedoch ein abgeschwächtes Abwitterungsverhalten im weiteren Verlauf der Frost-Tausalz-Prüfung auf. Mittels 1H NMR-Messungen konnte die Trocknung umfassend charakterisiert und mit dem Abwitterungsverhalten in Zusammenhang gebracht werden. Dabei stellte sich heraus, dass die Änderung der oberflächlichen Porositätsund Feuchtigkeitsänderungen maßgeblich für das Abwitterungsverhalten verantwortlich sind. Dieser Zusammenhang wurde genutzt, um die Abwitterung in einem neuronalen Netzwerk basierten Modell lediglich mittels 1H NMR-Messungen vorherzusagen. Ebenfalls wurde eine neue Messmethode mittels 3D-Laserscanning entwickelt, welche eine präzise Ermittlung der Abwitterung auch sehr stark abwitternder Materialen ermöglicht. Die Ergebnisse des experimentellen Versuchsprogramms wurden verwendet, um ein 3D-gekoppeltes hygro-thermo-mechanisches (HTM) Modell zur Simulierung innerer Spannungs- und Dehnungszustände während Frost-Tausalz-Prozessen zu kalibrieren. Mit dem HTM-Modell konnte eine starke Abhängigkeit des auftretenden Flüssigkeitsdrucks und den damit einhergehenden Deformationen während einer Frost-Tausalz-Belastung von der Permeabilität des Materials abgeleitet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Frost‐Tausalz‐Widerstand von Mörtel: Einfluss der Expositionsbedingungen im jungen Alter. Beton- und Stahlbetonbau, 117(12), 985-997.
Haynack, Alexander; Timothy, Jithender; Kränkel, Thomas & Gehlen, Christoph
-
What Is the Internal Pressure That Initiates Damage in Cementitious Materials during Freezing and Thawing? A Micromechanical Analysis. Applied Mechanics, 3(4), 1288-1298.
Timothy, Jithender J.; Haynack, Alexander; Kränkel, Thomas & Gehlen, Christoph
-
Analyse des Frost‐Tausalz‐Widerstands zementgebundener Baustoffe mittels 3D‐Laserscanning. ce/papers, 6(6), 1189-1196.
Haynack, Alexander; Timothy, Jithender J.; Kränkel, Thomas; Gehlen, Christoph & Thiel, Charlotte
-
Can a Hand-Held 3D Scanner Capture Temperature-Induced Strain of Mortar Samples? Comparison between Experimental Measurements and Numerical Simulations. Mathematics, 11(17), 3672.
Haynack, Alexander; Zadran, Sekandar; Timothy, Jithender J.; Gambarelli, Serena; Kränkel, Thomas; Thiel, Charlotte; Ožbolt, Joško & Gehlen, Christoph
-
Characterization of Cementitious Materials Exposed to Freezing and Thawing in Combination with Deicing Salts Using 3D Scans. Advanced Engineering Materials, 25(19).
Haynack, Alexander; Timothy, Jithender J.; Kränkel, Thomas & Gehlen, Christoph
-
Effect of Chloride Concentration on the Freeze-Thaw Resistance of Concrete. RILEM Bookseries, 911-921. Springer Nature Switzerland.
Haynack, Alexander; Schneider, Alexander; Timothy, Jithender J.; Kränkel, Thomas; Gehlen, Christoph & Thiel, Charlotte
-
Numerical Analysis of the Freezing Behavior of Saturated Cementitious Materials with Different Amounts of Chloride. Materials, 16(19), 6594.
Zadran, Sekandar; Ožbolt, Joško & Gambarelli, Serena
