Projektstart: 01.08.2021
Projektlaufzeit: vsl. 2 Jahre
Finanzierung: Interne Forschungsförderung (IFF)
Kontakt: Daniel Lahmann
Beton zeichnet sich durch seine hohe Druckfestigkeit, weltweite Verfügbarkeit von Rohmaterialien und herausragende Kosteneffizienz aus. Aufgrund seiner geringen Zugfestigkeit ist jedoch die Rissbildung im Mikro bis Makrobereich durch belastungs- und belastungsunabhängige Verformung, verursacht z.B. durch Schwinden, unvermeidlich. Risse fungieren dabei als ideale Transportwege für Beton und den Stahl schädigende Stoffe, wie z.B. Chloride, und können so die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken erheblich herabsetzten.
Beton- und Stahlbeton verfügen jedoch über eine intrinsische Fähigkeit Risse zu heilen. Dieser Effekt wird in der Fachliteratur als „autogene Selbstheilung“ bezeichnet und in (1) chemische Ursachen: Ausfällung von Kalziumkarbonat und Nachhydratisieren von Zementpartiklen, (2) physikalische Ursachen: Quellen des Zementsteins und (3) mechanische Ursachen: Zusetzen des Risses durch Betonpartikel oder im Wasser transportierte Teilchen unterteilt.
Bisherige Experimente, die auf die technische Nutzung der autogenen Selbstheilung zielten, haben dazu beigetragen, dass der Effekt in der Bemessung von Silos und Behälterbauwerken aus Beton /DIN EN 1992-3/ und in der WU-Richtlinie (Richtlinie für wasserundurchlässigen Beton) des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) berücksichtigt wird. Beide Standards definieren dabei Rissbreiten und Wasserdrücke, die bei Einhaltung zu einer Selbstheilung und Abdichtung von Trennrissen führen sollen. In der Praxis zeigt der Prozess der autogenen Selbstheilung aber häufig eine unzuverlässige Effizienz.
Ziel unserer Forschung ist es daher, die Randbedingungen der Selbstheilung einzugrenzen, das Prozessverständnis der beteiligten Mechanismen zu optimieren und die Übertragbarkeit auf das Bauwerke zu überprüfen. In unserem Labor haben wir dazu eine spezielle Versuchszelle entwickelt, die die reellen Bedingungen der Rissbildung und Wasserbeaufschlagung am Bauwerk simulieren kann. In Kombination mit chemisch-mineralogischen Untersuchungen soll der Selbstheilungseffekt als Funktion der Zeit, der Zusammensetzung des Betons und des anstehenden Wassers quantifiziert werden.
Letzte Änderung: 11. April 2022