Einfluss der Art grober Gesteinskörnung auf Struktur und Eigenschaften von ultrahochfestem Beton

• Antragsteller: Dr.-Ing. Martin Ritter; Professor Dr.-Ing. Frank Schmidt-Döhl
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 506665616

Die Herstellung von ultrahochfestem Beton (UHFB) erfordert dafür geeignete hochfeste Gesteinskörnungen. Aktuell eingesetzt werden dafür vor allem Basalt und Quarzit bzw. Quarzsand. Es gibt jedoch viele weitere Gesteine, die dafür in Frage kommen, darunter auch solche, die durch eine chemische Grenzflächenreaktion mit der Bindemittelmatrix einen intensiven Verbund erwarten lassen. Gleichzeitig gibt es nur sehr wenige Untersuchungen, bei denen der Einfluss verschiedener Gesteinskörnungen auf das mechanische Verhalten von UHFB vergleichend untersucht wurde und keine Untersuchungen, in denen auch die Ursachen für das unterschiedliche Verhalten analysiert wurden. Genau dies ist das Ziel des Forschungsprojektes. Dazu sollen statistisch abgesicherte Daten zum Einfluss der Gesteinskörnung auf die Druckfestigkeit, das Verformungsverhalten bei Druckbeanspruchung und die Biegezugfestigkeit sowie zum Verhalten bei stoßartiger Belastung gewonnen werden. Die zu beobachtenden Unterschiede sollen durch Untersuchungen an den Gesteinskörnungen selbst, aber insbesondere durch Untersuchungen der Grenzflächen zwischen Gesteinskörnung und Bindemittel durch hochauflösende analytische Methoden auch verstanden werden. Dazu soll vorrangig die Transmissionselektronenmikroskopie zusammen mit der Probenpräparation mittels Focused Ion Beam eingesetzt werden, mit der im Gegensatz zur Rasterelektronenmikroskopie auch in der chemischen Elementanalytik eine Auflösung im Nanometerbereich erreicht werden kann. Das geplante Forschungsprojekt schafft damit eine wesentliche Grundlage für eine nachhaltigere und wirtschaftlichere Anwendung von UHFB, mit einer breiteren Palette an Ausgangsstoffen und ein wissenschaftliches Verständnis für die Wirkung verschiedener Gesteinskörnungen in UHFB. Dessen Bedeutung wird sich durch die absehbare Schaffung von Regeln für diesen Baustoff, auch in Deutschland, deutlich vergrößern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen