Quantifizierung und Modellierung des Sättigungsverhaltens von Zementstein bei Frostbeanspruchung mittels angepasster NMR-Bildgebung

• Antragsteller: Privatdozent Dr.-Ing. Edme Horst Hardy; Professor Dr.-Ing. Harald S. Müller
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239295528

Die Frostbeständigkeit von Beton wird maßgeblich durch Wassertransportvorgänge in seiner Zement-steinmatrix infolge einer Frost-Tau-Wechselbeanspruchung beeinflusst. Die Beanspruchungsintensität ist dabei eine direkte Funktion des Sättigungsgrads des Porensystems des Zementsteins. Mit jedem Frost-Tau-Ereignis ist eine Zunahme des Sättigungsgrads verbunden. Beim Erreichen eines kritischen Wertes treten Gefügezerstörungen auf. Zielsetzung des vorliegenden Forschungsantrags ist es, die-sen als Frostsaugen bezeichneten Vorgang in Abhängigkeit von der Zementsteinqualität und den vor-herrschenden Umweltbedingungen unter Berücksichtigung der zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen zu quantifizieren. Das Frostsaugen soll hierzu mittels der Methode der eindimensionalen NMR-Bildgebung ortsaufgelöst und zerstörungsfrei untersucht werden. Erstmalig wird damit die Grundlage zur Herleitung eines Ingenieurmodells zur Prognose des Sättigungsprozesses in Abhän-gigkeit von der Frostbeanspruchung geschaffen. Die NMR-Untersuchungen mit einseitiger Temperie-rung sollen in situ in einem Niederfeldgerät erfolgen. In zweidimensionalen Experimenten gilt es, so-wohl eine hohe eindimensionale Ortsauflösung als auch eine Abtastung des schnellen Signalabfalls zu gewährleisten. Hieraus können Rückschlüsse auf den Aggregatzustand und die Umgebung des Wassers gezogen werden. Die angestrebte Weiterentwicklung der NMR-Messmethodik ist für die Untersuchung poröser Festkörper von allgemeiner Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen