Degradationsprozesse in hochfestem Beton infolge mehrstufiger Druckschwellbelastung

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Nadja Oneschkow
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514560569

Aus der Literatur ist bekannt, dass mehrstufige Druckschwellbelastungen von Beton zu Reihenfolgeeffekten führen können, die durch die Schadenakkumulationshypothese nach Palmgren-Miner nur ungenügend abgebildet werden. Die Anwendung der Palmgren-Miner-Hypothese in der Ermüdungsbemessung kann zu unsicheren Bemessungsergebnissen führen. Gleichzeitig ist die Anzahl der dokumentierten Untersuchungsergebnisse gering und es existieren kaum Erkenntnisse zu den dahinterliegenden Degradationsprozessen im Betongefüge, so dass diese bisher nicht verstanden sind. Damit ist auch die Basis für die Entwicklung von leistungsfähigen Modellierungsansätzen, die auch die Prognose des Ermüdungsverhalten erlauben, derzeit ungenügend. In diesem Projekt werden die Degradationsprozesse in hochfestem Beton infolge mehrstufiger Druckschwellbelastungen untersucht. Ziel des Projektes ist es, die besonderen Mechanismen der Degradationsprozesse unter mehrstufigen Druckschwellbelastungen zu erfassen, zu verstehen und in eine Modellvorstellung zu überführen sowie den Palmgren-Miner-Ansatz auf Basis der Erkenntnisse anzupassen. Durch mehrstufige Druckschwellversuche werden die Spezifika der Degradationsprozesse sichtbar gemacht und erfasst, die makroskopisch als Reihenfolgeeffekte erkennbar sind. Im Rahmen dieses Projekts werden drei ausgewählte Aspekte mehrstufiger Druckschwellbelastungen systematisch betrachtet: (i) Reihenfolge unterschiedlicher Oberspannungen, (ii) unterschiedliche Gefügezustände beim Belastungswechsel und (iii) Wechsel der Belastungsfrequenz (Ratenabhängigkeit). Im Rahmen der skalenübergreifenden Schädigungsanalyse werden die makroskopisch erfassten Schädigungsindikatoren (bspw. Dehnung, Steifigkeit, Schallemission) gemeinsam mit Visualisierungen von Schädigungen (Mikroskopie) ausgewertet und so neue Erkenntnisse zu den ablaufenden Schädigungsmechanismen als Ergänzung zu den aus einstufigen Ermüdungsbeanspruchungen bekannten Phänomenen generiert. Basierend auf den resultierenden Erkenntnissen wird eine Modellvorstellung zu skalenübergreifenden Schädigungsprozessen im Betongefüge weiterentwickelt sowie der Palmgren-Miner-Ansatz überprüft und angepasst. Die erhobenen Daten sollen weiterhin die Basis für die Entwicklung skalenübergreifender Schädigungsmodelle ermöglichen, die das Ermüdungsverhalten nicht nur abbilden, sondern prognostizieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen