Gleichgewichtsfeuchten von Zementstein bzw. Beton bei wechselnden Lagerungsbedingungen
Final Report Abstract
Die Vorhersage des Feuchtegehaltes in mehrschichtigen Bauteilen, die dem Außenklima ausgesetzt sind, erfolgt heutzutage anhand von Simulationsprogrammen für den gekoppelten Wärme- und Feuchtetransport. Für die Berechnung der jeweiligen Gleichgewichtsfeuchte ist die Kenntnis der Sorptionsisothermen der verwendeten Baustoffe notwendig. Da die Porenstruktur zementgebundener Materialien einer ständigen Veränderung unterliegt, kann die Messung einer vollständigen Sorptionsisotherme eines zementgebundenen Materials mehrer Jahre andauern. Für eine ausreichend zuverlässige Vorhersage der Feuchtegehalte zementgebundener Materialien müssen aber sowohl die zugehörigen Sorptions- und Desorptionsisothermen bekannt sein, als auch die nicht trivialen Pfade zwischen dieser Isothermen (auch "Scanning- Isotherms" genannt), die bei wechselnden Klimarandbedingungen maßgebend werden. Es besteht Bedarf an einem zuverlässigen und praktikablen Vorhersageverfahren. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war also die Entwicklung eines Verfahrens zur zuverlässigen Vorhersage des hygroskopischen Feuchtegehaltes von Zementstein und Zementmörteln bei wechselnden Klimabedingungen. Das entwickelte rechnerische Verfahren basiert auf der Thermodynamik der Sorption und der Porenstruktur zementhaltiger Materialien und benötigt als Eingangskenngröße die mittels Quecksilberdruckporosimetrie ermittelte Porenradienverteilung des Materials. Das Verfahren wurde inzwischen in das am Institut entwickelte Simulationsprogramm ASTRA integriert.
Publications
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Espinosa R. M., Franke L.: Influence of the age and drying process on pore structure and sorption isotherms of hardened cement paste. Cement and Concrete Research, Cement and Concrete Research 36 (2006) 1969¿1984.
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Espinosa R. M., Franke L.: Inkbottle Pore-Method: prediction of hygroscopic water content in hardened cement paste at variable climatic conditions. Cement and Concrete Research, Cement and Concrete Research 36 (2006) 1954¿1968
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Espinosa, Rosa M.: "Sorptionsisothermen von Zementstein und Mörtel", Dissertation 2004, TUHH.
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Franke L., Espinosa R., Deckelmann G., Gunstmann C.: Gekoppelter Wärme- und Stofftransport einschließlich der Korrosionsprozesse in porösen Baustoffen mit dem Simulationsprogramm AStra. Bauphysik 3/2007, Aufsatz Nr. 607
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L. Franke, J. Kiekbusch, R. Espinosa, C. Gunstmann: CESA AND ASTRA ¿ two program systems for cement and salt chemistry and the prediction of corrosion processes in concrete, International Conference on Durability of HPC and Final Workshop of CONLIFE, Essen (2007), pp. 501, Aedificatio Publishers
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R. Espinosa, L. Franke, G. Deckelmann, Prediction of water content in hardened cement paste and concrete at changing climatic conditions by means of the IBP-Method, International Conference on Durability of HPC and Final Workshop of CONLIFE, Essen (2007), pp. 515, Aedificatio Publishers.
