Erweiterung der Simulation der Betonerhärtung und Kopplung mit einem FE-Modell zur Abschätzung des mechanischen Verhaltens von Tragwerken

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Ziel des Forschungsprojektes ist die Kopplung der Berechnung des Hydratationsgrades von beliebigen Betonmischungen mit einem bestehenden FE-Modell. Damit werden zuverlässige Aussagen über die mechanischen Eigenschaften eines Betons auch schon für sehr junge Betonstrukturen oder -bauwerke möglich. Der Hydratationsgrad lässt sich mittels eines modifizierten Chaube-Modells (DuCOM) für beliebige Betonmischungen bei instationären Zuständen und für beliebige Bauteilgeometrien berechnen. Beschränkt wird dies durch die darstellbare Elementgröße. Dies führt bei Hybridbetonen mit Leichtzuschlag zu einer Begrenzung der Bauteilgeometrien, da jedes Leichtzuschlagkorn als Element dargestellt werden muss. Durch die geplante Integration von DuCOM als Werkstoffmodell für jungen Beton in MASA (FE-Programm), welches mittels der "Microplane-Methode" sehr genaue Aussagen über das Traglastverhalten von Betonen macht, kann diese Einschränkung aufgehoben werden. Für die Berechnung der mechanischen Eigenschaften ist es geplant, zu deren Bestimmung in Abhängigkeit des Hydratationsgrades in MASA Routinen einzubauen. Damit soll ermöglicht werden, den E-Modul, die Zug- und Druckfestigkeit für Beton ab einem Alter von vier Stunden möglichst genau mittels einer Simulation abzuschätzen. Basierend auf diesem Wissen soll dann MASA für jungen Beton zuverlässige Festigkeitsberechnungen bei unterschiedlichen Bauwerksgeometrien, wechselnden Umgebungsbedingungen und unterschiedlichen Zeitpunkten durchführen.