Mehrfeld-Modell für chemisch-physikalische Alterungsprozesse von Beton

Zuverlässige Prognosen des Bauwerkszustandes von Betonstrukturen erfordern eine detaillierte Abbildung der gesamten Alterungsgeschichte. Hierzu wird in der vorliegenden Arbeit ein Modell entwickelt, das eine Beschreibung der im alternden Beton ablaufenden wesentlichen chemischen und physikalischen Alterungsprozesse sowie deren Wechselwirkungen erlaubt. Auf Grundlage der Theorie poröser Medien sind die Transportprozesse der Porenfluide und deren Komponenten, die chemischen Reaktionen, das Deformationsverhalten sowie deren Interaktionen erfasst. Die Ergebnisse von Vergleichsberechnungen zeigen, dass die Alterungsgeschichte einen wesentlichen Einfluss auf den Verlauf nachfolgender Alterungsprozesse ausübt. Veränderungen der Beschaffenheit der Porenstruktur und der Porenfluidkonzentrationen sowie die Entwicklung der Schädigung infolge vorausgegangener Alterungsprozesse beeinflussen hierbei signifikant die Transporteigenschaften und die mechanischen Eigenschaften des Materials. Das entwickelte Prognosemodell ermöglicht damit eine realitätsnahe Beschreibung der Alterung von Beton. Zudem kann eine Zustandsbewertung von Betonstrukturen hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Korrosionsgefahr zu jedem Zeitpunkt während der gesamten Lebensdauer erfolgen.