Rissbildung und Abplatzung infolge Bewehrungskorrosion

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Rissbildungen und Abplatzungen über korrodierender Bewehrung kennzeichnen wichtige Grenzzustände der Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit von Stahlbetonbauwerken. Die Mechanismen dieser Bruchprozesse und die ihnen zugrunde liegenden Sprengdrücke können bisher nur grob und unvollständig modelliert werden. Damit ist eine wirklichkeitsnahe und quantitative Beschreibung bzw. Prognose der sich über einen längeren Zeitraum abspielenden Schädigungsprozesse nicht möglich. Diese Lücke soll im Rahmen des hier beantragten Forschungsvorhabens geschlossen werden. Daher besteht die Zielsetzung in der Entwicklung eines analytischen Prognosemodells zur Beschreibung des zeitlichen Verlaufs der durch die Bewehrungskorrosion unter realen Bedingungen gegebenenfalls ausgelösten Schädigung. Ein wesentliches Werkzeug stellt hierbei die FE-Methode dar, mit der die Schädigungsprozesse zunächst rechnerisch nachvollzogen und in Parameterstudien analysiert werden können, ehe darauf aufbauend das Prognosemodell als Schädigungs-Zeit-Gesetz abgeleitet werden soll. Da die Genauigkeit entsprechender FE-Modelle praktisch ausschließlich durch die Güte der implementierten Stoffgesetze bestimmt wird, liegt ein zentraler Schwerpunkt dieser Forschungsarbeit auf der Herleitung des bislang unbekannten Stoffgesetzes für die unter verschiedenen Bedingungen entstehenden Korrosionsprodukte. Hierzu werden neben anderen Versuchen neuartige experimentelle Untersuchungen an Modellkörpern und inverse Analysen anhand der erzielten Ergebnisse durchgeführt. Die Verifikation des numerischen Modells erfolgt im Wesentlichen anhand der Untersuchungsergebnisse der Projektpartner. Danach können für beliebige praxisrelevante Bedingungen die möglichen Schädigungsprozesse simuliert und das analytische Prognosemodell aus Parameterstudien abgeleitet werden. Dieses Modell bildet einen wesentlichen Baustein der angestrebten vollprobabilistischen Dauerhaftigkeitsbemessung von Stahlbetonbauwerken.