Projektdaten

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Experimentelle Unters. u. mikrostrukturbasierte Modell. d. elast. u. viskoelast. Verhaltens v. PCC in Abhängk. d. Temp.

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Die Modifizierung des Bindemittels Zement mit thermoplastischen Polymeren stellt seit vielen Jahren eine etablierte Methode dar, die Dauerhaftigkeit und chemische Beständigkeit von zementgebundenen Materialien zu verbessern. Die Anwendungsfelder von polymermodifizierten Mörteln und Betonen (Polymer-modified Cement Concrete, PCC) wurden in den vergangenen Jahren stetig erweitert. Um PCC als Konstruktionsbaustoffe zu etablieren, ist ein umfassendes Verständnis der Auswirkungen von Polymermodifikationen auf das mechanische Verhalten grundlegend. Wegen der ausgeprägten Temperaturabhängigkeit der Polymere ist es notwendig, das mechanische Verhalten von PCC als Funktion der Temperatur beschreiben zu können. Zielsetzung des Projektes ist es, die Temperaturabhängigkeit der elastischen und viskoelastischen Eigenschaften von PCC zu charakterisieren. Hierzu wird auf skalenübergreifende experimentelle und analytische Ansätze zurückgegriffen. Der Einfluss der Polymere auf das Last-Verformungs-Verhalten von Zementsteinen, Mörteln und Betonen wird sowohl durch Standarduntersuchungen als auch durch neuartige Belastungsversuche charakterisiert, die die quasikontinuierliche Bestimmung der elastischen Eigenschaften und der Kriechdehnungen der Proben ermöglichen. Komplementiert werden diese Ergebnisse durch Langzeitkriechtests. Die jeweiligen Versuche werden bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt. Die gewonnenen Ergebnisse werden in einem semi-analytischen Multiskalenmodell, das auf Methoden der Kontinuumsmikromechanik basiert, gebündelt. Durch einen Bottom-up Ansatz werden homogenisierte Eigenschaften auf der Makroskala ausgehend vom spezifischen mikrostrukturellen Verhalten bestimmt. Nach Erweiterung eines existierenden Multiskalenmodells durch die Berücksichtigung von Prinzipien der Thermoporoelastizität soll die Temperaturabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von PCC vorhersagbar gemacht werden.