Mikrostruktursimulation von zementgebundenen Baustoffen

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Die komplexe innere Struktur zementgebundener Baustoffe erstreckt sich über mehrere Größenordnungen, von Porengrößen im Nanometerbereich bis hin zu Zentimeter großen Zuschlagskörnern. Die Rechenleistung heutiger Datenverarbeitungsanlagen ist nicht ausreichend, um makroskopische Materialvolumina ausgehend von einer mikrostrukturellen Diskretisierung u beschreiben. Daher ist es notwendig, verschiedenskalige Modelle zu entwickeln und adäquat miteinander zu verknüpfen. Die Ergebnisse des Mikrostrukturmodells dienen als Eingabewerte in ein Mesostrukturmodell, das auf einer höheren Größenskala operiert. Gelingt die Struktursimulation des zementgebundenen Baustoffs über die verschiedenen Größenordnungen hinweg, so kann eine Modellierung des zeitlichen Verlaufs von einwirkenden Schädigungsprozessen, wie Frost-Tausalz-Angriff oder Sullfattreiben, erfolgen. Dies ist in einem zweiten Schritt geplant. Derzeitige Arbeitsschwerpunkte sind die Weiterentwicklung bereits bestehender Ansätze zur Generierung der Mikrostruktur zementgebundener Baustoffe, sowie die Implementierung einer Schnittstelle zu kommerziell erhältlicher FEM-Software mit dem Ziel einer daran anschließenden mechanischen Analyse.