Simulation of hydration, formation of structure and moisture-distribution - Modelling of transportation and damage processes in young concrete

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Die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen hängt entscheidend von der Porosität des Zementsteins ab. Der Porenraum und die Porenradienverteilung üben auf die Art und Geschwindigkeit der Transportvorgänge wesentlichen Einfluss aus. Die Entwicklung des Porenraumes erfolgt während der Hydratation und hängt von zahlreichen Werkstoff- und Erhärtungsbedingungen ab, so dass über den Bauteilquerschnitt unterschiedliche Eigenschaften "konditioniert" werden. Die während der Erhärtung ablaufenden Vorgänge können in diesem Sinne selbst als "Schädigungsprozesse" angesehen werden. Das Vorhaben wendet sich den frühen Vorgängen während der Betonerhärtung zu; es will diese unter Berücksichtigung praxisrelevanter Rand- und Umgebungsbedingungen modellieren. Die interagierenden Vorgänge Hydratation, Temperaturentwicklung, Bildung der Porenstruktur, Feuchtetransport und -speicherung sollen in diesem Modell beschrieben werden. Mit Hilfe des zu entwickelnden Simulationsmodells soll es möglich werden, einen Ist-Zustand zu Beginn einer Nutzung resp. nutzungsbedingten Schädigung für Betonbauteile in Abhängigkeit von den klimatischen (Temperatur, Feuchte) und technologischen (Ausschalzeitpunkt, Nachbehandlung) Erhärtungsbedingungen zu identifizieren. Das Vorhaben greift auf bestehende mikroskopische und makroskopische Modelle zur Hydratation, Strukturbildung sowie zu Feuchtetransport und -speicherung zurück und will, ausgehend von einer FE-Modellierung für zunächst einfache Randbedingungen (Zementstein, isotherme Bedingungen) später auf die komplexe Situation für Betonbauteile erweitern.