Numerische Modellierung der Korrosion von Stahl in Beton

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josko Ozbolt
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186716848

Mit dem nachfolgend beantragten Forschungsvorhaben soll ein numerisches Modell erarbeitet werden, das sowohl die, für die Bewehrungsstahlkorrosion relevanten chemischen, hygrischen und thermischen Mechanismen, als auch die mechanischen Mechanismen im Beton beinhaltet und deren Interaktion abbilden kann. Dazu soll das vorhandene Chemo-Hygro-Thermo-Mechanische (CHTM) Modell, welches auf dem Microplane-Materialmodell für Beton basiert, weiterentwickelt und in das dreidimensionale FE Programm MASA implementiert werden. Das derzeit vorhandene Modell, das sich teilweise noch in der Entwicklung befindet, ist in der Lage, die Transportprozesse vor und nach der Depassivierung des Stahles sowie die Korrosionsgeschwindigkeit zu berechnen. Jedoch können die mechanischen Prozesse, die als Folge der Korrosionsphase auftreten, mit dem bisherigen Modell noch nicht beschrieben werden. Daher soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens das bereits vorhandene Modell verifiziert und so weiterentwickelt werden, dass mit dem neuen CHTM-Modell die Korrosion und deren Folgen auf die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonkonstruktionen vorhergesagt werden kann. Für die Weiterentwicklung des Modells werden sowohl die in der Literatur dokumentierten theoretischen Grundlagen der irreversiblen Thermodynamik als auch Versuchsergebnisse herangezogen. Das erarbeitete Modell soll zum einen als theoretische Grundlage zur Erstellung von ingenieurmäßigen Modellen dienen, die in der Praxis zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonkonstruktionen angewendet werden können. Zum anderen können mit Hilfe des Modells kritische Fälle an einzelnen Bauteilen simuliert werden, wodurch eine bessere Abschätzung der Lebensdauer möglich sein wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen