Thermodynamische Modellierung und experimentelle Untersuchung von Phasenumwandlungen

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In vielen Bereichen der Geowissenschaften und der Bauschadensforschung ist die Salzverwitterung poröser Materialien von grundlegender Bedeutung. Dennoch ist bis heute der eigentliche Mechanismus de Phänomens Salzverwitterung nicht zufriedenstellend beschrieben. Das hier beantragte Vorhaben ist Teil einer interdisziplinären Kooperation, in deren Rahmen ein grundlegender Beitrag zum besseren Verständnis der Vorgänge bei der Salzverwitterung erarbeitet werden soll. Als wesentliches Teilziel des beantragten Vorhabens sollen verschiedene Theorien zum Schadensmechanismus kritisch miteinander verglichen und überarbeitet werden, um die Berechnung von Kristallisations- und Hydratationsdrücken auf theoretisch konsistenter Basis zu ermöglichen. Ausgehend von diesen theoretischen Grundlagen sollen weiterhin unter Berücksichtigung verfügbarer thermodynamischer Daten zu Phasengleichgewichten von Salzen und Salzgemischen optimierte Versuchsbedingungen für den Einsatz der bei den Projektpartnern verfügbaren in situ-Dehnungs- und Verformungsmeßverfahren sowie der Kryo-Rasterelektronenmikroskopie ausgearbeitet werden. Ziel ist es, Experimente zur Salzverwitterung gezielt so durchzuführen, daß sie zur Verifizierung oder Widerlegung theoretischer Modelle zum Schadensmechanismus verwendet werden können. Hierfür ist es erforderlich, das Phasenverhalten von Salzgemischen in einem porösen Material zur Abhängigkeit von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit vorherzusagen. Zu diesem Zweck wird ein thermodynamisches Modell zur rechnerischen Simulation eingesetzt. Darüber hinaus soll im Rahmen des Vorhabens die beim Antragsteller entwickelte Methode der feuchtekontrollierten Röntgendiffraktometrie weiterentwickelt werden, um Phasenumwandlungen von Salzen in porösen Materialien in situ verfolgen zu können.