SPP 1122:  Vorhersage des zeitlichen Verlaufs von physikalisch-technischen Schädigungsprozessen an mineralischen Werkstoffen

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471273

In mineralischen Materialien des Bauwesens können aufgrund der porösen Materialstruktur Gase und Flüssigkeiten vergleichsweise einfach durch Diffusion, Kapillartransport oder Strömung eindringen und bei Vorliegen eines aggressiven Potentials durch physikalische und chemische Wechselwirkungen zu einer Materialschädigung oder Materialzerstörung führen.Zielsetzung des Forschungsschwerpunktes ist aufgrund inzwischen vorliegender vielversprechender Forschungsansätze "Verfahren zur Vorhersage des zeitlichen Verlaufs von physikalisch-chemischen Schädigungsprozessen an mineralischen Materialien" zu erarbeiten, die sehr viel zuverlässiger als die bisherigen, empirisch geprägten Verfahren sind und auf einer konsequenten computergestützten Simulation der Schädigungsprozesse beruhen.Der Weg soll also von experimentell orientierten, begrenzt aussagekräftigen Beurteilungskonzepten zur computergestützten Modellierung der Prozesse führen.Die Modellierungen sollen in der Lage sein, die komplexen Abläufe im Werkstoff wie Sorptionsvorgänge, Stoff- und Wärmetransportvorgänge, Lösungsprozesse, chemische Reaktionen, Mineralphasenumwandlungen, Drücke aus Phasenübergängen usw. in Wechselwirkung mit den klimatischen und ggf. korrosiven Randbedingungen unter Beachtung der thermodynamischen Zusammenhänge und der gegenseitigen Abhängigkeiten möglichst realitätsnah abzubilden. Auch stochastische Eigenschaften der Einwirkungen und Widerstände sollten in den Modellen Berücksichtigung finden. Die werkstofftheoretische Durchdringung und Schaffung physikalisch-chemisch begründeter Modelle für die o.g. Vorgänge, deren Verknüpfung und mathematisch-numerische Simulation stehen im Vordergrund der Projekte und bilden die methodische Klammer des SPP. Experimentelle Untersuchungen können einbezogen werden zur Verifizierung der Modelle oder zur Ermittlung notwendiger Stoffparameter.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Angriff sulfathaltiger Wässer auf Portlandzementbetone (Antragsteller Müller, Harald S. )
• Entwicklung eines Modells zur homogenisierenden Beschreibung des Verformungsverhaltens von Beton beim Sulfattreiben (Antragsteller Dinkler, Dieter )
• Entwicklung eines Modells zur homogenisierenden Beschreibung des Verformungsverhaltens von Beton beim Sulfattreiben (Antragsteller Großkurth, Klaus Peter )
• Entwicklung eines Simulationsprogramms für die Vorhersage eines möglichen AKR-Schadens einer Betonrezeptur bzw. für die Einschätzung der Lebensdauer eines bereits geschädigten Bauwerks (Antragsteller Stark, Jochen )
• Mikrostruktursimulation von zementgebundenen Baustoffen (Antragsteller Brameshuber, Wolfgang ;  Wriggers, Peter )
• Mikrostruktursimulation von zementgebundenen Baustoffen Zusatzantrag: Messung der Wasserpermeabilität von Zementstein (Antragsteller Wriggers, Peter )
• Modellbetrachtung der zeitabhängigen Betonzerstörung durch lösenden Säureangriff (Antragsteller Beddoe, Ph.D., Robin Edward )
• Modellierung der chemischen Korrosion durch Karbonatisierung in Beton durch Moving-Boundary- und Isoliermodelle in Form von Systemen partieller Differentialgleichung einschl. der Auswertung der Modelle. (Antragsteller Böhm, Michael )
• Modellierung der Chloriddiffusion in der karbonatisierten Randzone von Beton (Antragsteller Setzer, Max Josef )
• Modellierung des Schädigungsverlaufes infolge von Feuchte- und Salztransport in mineralischen Baustoffen (Antragsteller Holm, Andreas ;  Schießl, Peter )
• Modellierung des Schädigungsverlaufes infolge von Feuchte- und Salztransport in mineralischen Baustoffen (Antragsteller Krus, Martin )
• Modellierung des Verhaltens von baukeramischen Materialien bei Frostbeanspruchung und Erarbeitung eines porenstrukturbezogenen Beständigkeitskriteriums (Antragsteller Franke, Lutz )
• Modellierung, Software-Implementierung und experimentelle Verifikation des Feuchte- und Salztransportes, der Salzkristallisation und -schädigung in kapillar-porösen Mauerwerksbaustoffen (Antragsteller Deckelmann, Gernod ;  Grunewald, John ;  Kaps, Christian ;  Steiger, Michael )
• Modellierung, Software-Implementierung und Verifikation des Feuchte- und Salztransportes, der Salzkristallisation und -schädigung in kapillar-porösen Mauerwerksbaustoffen (Antragsteller Grunewald, John )
• Modellierung, Software-Implementierung und Verifikation des Feuchte- und Salztransportes, der Salzkristallisation und -schädigung in kapillar-porösen Mauerwerksbaustoffen (Antragsteller Kaps, Christian )
• Modellierung, Software-Implementierung und Verifikation des Feuchte- und Salztransportes, der Salzkristallisation und -schädigung in kapillar-porösen Mauerwerksbaustoffen (Antragsteller Steiger, Michael )
• Prognosemodell für die Verwitterung von Sandstein bei kombinierter thermisch-hygrischer Beanspruchung (Antragsteller Müller, Harald S. )
• Publikationskosten zur Erstellung des Abschlussbandes des SPP 1122 (Antragsteller Franke, Lutz )
• Quantitative Simulation von Schädigungsprozessen in Zement (Antragstellerin Emmerich, Heike )
• Simulation von Hydratation, Strukturbildung und Feuchtefeldern zur Modellierung von Transport- und Schädigungsvorgängen in jungem Beton (Antragsteller Budelmann, Harald )
• Simulationsverfahren Transreac - Erweiterung zum probabilistischen Modell, effiziente Algorithmen und Einbeziehung von Redoxreaktionen (Antragsteller Schmidt-Döhl, Frank )
• Untersuchung und Modellierung der autogenen Schwindverformungen in erhärtendem Portlandzementstein- und mörtel (Antragsteller Budelmann, Harald )
• Vorhersage der Korrosion von Zementstein und Beton in sauren Wässern durch rechnerische Simulation (Antragsteller Franke, Lutz )
• Vorhersage des Frostschadens mit dem Mikroeislinsenmodell (Antragsteller Setzer, Max Josef )
• Weiterentwicklung und Anwendung des Simulationsprogramms Transreac zur Untersuchung des Haftungsverlustes von Gipsputz auf Beton (Antragsteller Schmidt-Döhl, Frank )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Lutz Franke