Die Fakultät Bauingenieurwesen lädt ein zur öffentlichen Verteidigung im Promotionsverfahren mit dem Thema „Numerical simulation of the rheological behavior of fresh concrete“ (Numerische Simulation des rheologischen Verhaltens von Frischbeton) von Herrn Sergiy Shyshko, M. Sc. am Montag, 23. September 2013, 13:00 Uhr, in das Sitzungszimmer Beyer-Bau, Raum 67, George-Bähr-Straße 1.
Schlagwort: Baustoffe
Dauerhafte Betonbauwerke
Am 05. März 2013 fand im Festsaal der TU Dresden der 10. Dresdner Betontag statt. Organisiert wurde diese Jubiläumsveranstaltung von der Bauakademie Sachsen in Kooperation mit dem Institut für Baustoffe.
Den gut 100 – teilweise internationalen – Teilnehmern bot sich ein weit gefächertes Vortragsprogramm, welches sich unter der Überschrift der „Dauerhaften Betonbauwerke“ gruppierte. Dabei wurden zu Beginn der Veranstaltungen Normungsänderung, welche sich aus der Einführung der Eurocodes und der Überarbeitung weiterer Regelwerke ergeben, verdeutlicht. Nachfolgend wurden Schädigungsmechanismen, insbesondere die der AKR-Reaktion, sowie Sanierungskonzepte für geschädigte Betonbauwerke unter Verwendung neuer zementgebundenen Verbunde beleuchtet. Nach einer Mittagsstärkung kamen noch vielfältige Informationen im Bereich der Schadensanalyse und der Einbau-, sowie der Nachbehandlungstechnologie zur Sprache.
Die Teilnehmer aus Praxis, Forschung und Lehre nahmen, jeder für sich, neue Eindrücke und Denkanstöße aus den Fachvorträgen und den Fachgesprächen in den Vortragspause mit nach Hause.
Gastvortrag über Ultrahochleistungsbeton
Gastwissenschaftler Dr. Kay Wille, Assistant Professor, University of Connecticut, hält am 5. März 2012 von 13.30 bis 14:30 Uhr im Vorlesungssaal des einladenden Instituts für Baustoffe (Würzburger Str. 46) einen Vortrag über Ultrahochleistungsbeton – Forschungsaktivitäten des ACMC Lab.
Dr. Kay Wille studierte und promovierte an der TU Leipzig. Er war Post-Doc an der University of Michigan und ist jetzt Assistant Professor am Department of Civil & Environmental Engineering an der University of Connecticut, USA.
Dr. Klaus Thoma zum Honorarprofessor ernannt
Prof. Dr. rer. nat. Klaus ThomaProf. Dr. rer. nat. Klaus Thoma ist vom Rektor der TU Dresden, Prof. Hans Müller-Steinhagen, zum Honorarprofessor für das Fachgebiet Kurzzeitdynamik ernannt worden. Prof. Thoma, der seit 1996 Direktor des Fraunhofer Ernst-Mach-Instituts für Kurzzeitdynamik in Freiburg ist, gilt als einer der führenden Entwickler auf dem Gebiet der Strukturdynamik und Werkstoffmodellierung von Verbundwerkstoffen und Keramik und der rechnergestützten Simulation extrem dynamischer Beanspruchung von Werkstoffen und Trag- und Schutzstrukturen.
Mit der TU Dresden verbinden Prof. Thoma verschiedene Forschungsprojekte: Zusammen mit dem Institut für Massivbau werden Forschungsarbeiten für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie zum Verhalten von Beton bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten durchgeführt, zusammen mit dem Institut für Baustoffe wurden Spallationsexperimente zur Prüfung des Materialverhaltens bei hochdynamischer Beanspruchung von Zylindern aus SHCC mit PVA-Fasern entwickelt und durchgeführt. In Zukunft wird Prof. Thoma sein profundes Wissen auch in Lehrveranstaltungen den Studentinnen und Studenten vermitteln.
Greifbare Lösungen in Beton
Blick ins Hörsaalzentrum der TU Dresden bei der Tagung Concrete Solutions. (Foto: Christof Schröfl)Vom 26. bis 28. September fand an der TU Dresden die von Prof. Viktor Mechtcherine, Institut für Baustoffe, sowie Prof. Michael Grantham, Queen’s University Belfast, und Dr. Ulrich Schneck, CITech GmbH organisierte vierte internationale Konferenz CONCRETE SOLUTIONS statt.
In drei Tagen präsentierten mehr als einhundert Wissenschaftler und Praktiker aus Amerika, Afrika, Asien und Europa neueste wissenschaftliche Erkenntnisse und praktische Erfahrungen zur Dauerhaftigkeit von Beton. Die Spannbreite der Vorträge reichte hierbei von neuen Ansätzen zur Dauerhaftigkeitsbemessung über die Zustandsbewertung von Bauwerken inklusive denkmalpflegerischer Gesichtspunkte bis hin zur Präsentation erfolgreich umgesetzter Instandsetzungsmaßnahmen.
Beim Workshop. (Foto: Christof Schröfl)An die Konferenz schloss sich der Workshop Advanced Fibre Reinforced Cementitious Materials for Strengthening and Repair zu Textilbeton und hochduktilem Beton (strain-hardening cement-based composites, SHCC) an. Beide Werkstoffe werden am Institut für Baustoffe seit Jahren intensiv erforscht und weiterentwickelt. Im Anschluss an einen theoretischen Teil hatten die Teilnehmer hierbei Gelegenheit, die herausragenden Eigenschaften von Textilbeton und SHCC bei der Herstellung und Untersuchung von Probekörpern hautnah zu erfahren.
Ein Kernziel der Konferenzreihe Concrete Solutions ist das Bauen von Brücken zwischen Forschung und Praxis: Viele neue Ideen harren der Anwendung, und ebensoviele Herausforderungen warten auf kreative Ideen. Dieses wurde mit großem Erfolg erreicht, wie die überaus positive Rückmeldung der Teilnehmer zeigte. Hierzu trug der Rahmen der Veranstaltung nicht unerheblich bei: Nur zwei parallele Sessions mit großzügig bemessenen Pausen resultierten in einer ruhigen und angenehmen Atmosphäre und luden zur Diskussion mit den Vortragenden ein. Am Dienstagabend bot das Konferenzdinner samt Elbrundfahrt auf einem historischen Schaufelraddampfer Gelegenheit zu deren Fortsetzung und Vertiefung.
Die Teilnehmer nahmen neue Kontakte, neue Ideen und neuen Elan für die Fortsetzung begonnener Arbeiten mit nach Hause, und die Veranstalter freuen sich bereits auf die 5. Konferenz CONCRETE SOLUTIONS in drei Jahren in Belfast.
Frank Altmann
4th International Conference Concrete Solutions
Titel des TagungsbandsDas Wortspiel funktioniert im Deutschen leider nicht, denn nur im Englischen hat concrete die schöne Doppelbedeutung von Beton einerseits und von greifbar, konkret andererserseits. Das ist aber auch alles, was einem entgehen könnte bei der 4th International Conference Concrete Solutions, die Prof. Viktor Mechtcherine vom Institut für Baustoffe, sein britischer Kollege Michael Grantham und Dr. Ulrich Schneck, CITec GmbH organisieren. Sie findet vom 26. bis 28. September im Hörsaalzentrum der TU Dresden statt.
Auf dieser Veranstaltung sollen neue Lösungen in den Themengebieten Schutz, Instandhaltung, Instandsetzung und Verstärkung von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbauwerken vorgestellt und diskutiert werden. Für den Tagungsband wurden 111 Beiträge aus 35 Ländern angenommen – in der gleichen Größenordnung wird sich die Teilnehmerzahl bewegen. Die Teilnehmer kommen sowohl aus dem Bereich der Wissenschaft als auch aus Industrie und Verwaltungseinrichtungen. Weitere Informationen zum Programmablauf können der Internetseite zur Tagung entnommen werden.
Fakultätsangehörige dürfen an der Tagung kostenlos teilnehmen, müssen sich aber rechtzeitig (ca. eine Woche vor dem Termin) im Sekretariat des IfB anmelden.
Der biegsamste Beton der Welt
Ein neues Dresdner Modell beschreibt das ausgezeichnete Materialverhalten unter Ermüdungsbeanspruchung
Petr Jun, der sein Studium in der Fachrichtung Bauwesen an der Tschechischen Technischen Universität in Prag absolvierte, erläuterte die Inhalte seiner Dissertation mit dem Thema „Behaviour of Strain-hardening Cement-based Composites (SHCC) under monotonic and cyclic tensile loading“.Die Sprödigkeit von herkömmlichem Beton führt häufig zu ausgeprägten Schäden oder sogar zum Versagen von Stahlbetonkonstruktionen. Dieser Schwäche kann mit einem neu entwickelten hochduktilen Beton beigekommen werden. Petr Jun, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Baustoffe der TU Dresden, entwickelte im Rahmen seiner Dissertation ein Modell, das ein detailliertes Verständnis des Werkstoffverhaltens ermöglicht.
Das mechanische Verhalten von SHCC (hochduktiler Beton) unter Zugbelastung kann positiver bewertet werden als das von herkömmlichem Beton. Während Normalbeton nahezu sofort versagt, wenn er auf Biegung beansprucht wird, ist SHCC durch die Bildung vieler kleiner Risse im Material extrem biegsam. Dieses spezifische Verhalten resultiert aus dem Zusammenspiel vieler kurzer und dünner Polymerfasern, welche die vorhandenen Risse überbrücken und somit ein Versagen des Bauteils verhindern. Je nach Zusammensetzung des Betons und der Art und dem Material der Fasern kann dieses Verhalten den gewünschten Bedürfnissen angepasst werden.
Von der Idee zur Anwendung
In der Praxis sind die meisten Betonkonstruktionen mehr oder weniger heftigen zyklischen Belastungen ausgesetzt, welche zu Rissbildungen, zunehmender Beschädigung des Bauwerks bis hin zum Einsturz desselben führen können. Beispiele für derartige Belastungen sind unter anderem Verkehr, Temperaturwechsel, Windböen und, wie zuletzt in Haiti und Neuseeland, Erdbeben. Im Gegensatz zu herkömmlichem Beton kann hochduktiler Beton diese Belastungen aufgrund seiner Biegsamkeit, von Ingenieuren Duktilität genannt, problemlos ertragen. Dies eröffnet dem Material ein breites Einsatzspektrum, beispielsweise in erdbebensicheren oder hoch belasteten Bauteilen oder als strapazierfähiger Überzug.
Doch bevor SHCC sicher und wirtschaftlich eingesetzt werden kann, galt es das Werkstoffverhalten genau zu ergründen, um eine höchstmögliche Ausnutzung der Materialeigenschaften zu erzielen. Petr Jun hat für die Anwendung in der Praxis ein Modell entwickelt, dass das Verhalten des SHCC unter Dauerbeanspruchung erklärt. Es basiert auf den Ergebnissen der umfangreichen experimentellen Untersuchungen des Werkstoffverhaltens, welche in Dresden unter der Betreuung von Professor Viktor Mechtcherine, Leiter des Instituts für Baustoffe an der TU Dresden, durchgeführt wurden. Die Untersuchungen erstreckten sich auf alle relevanten physikalischen Phänomene vom Materialverhalten einzelner Fasern bis hin zum großmaßstäblichen Bauteil.
Experimentelle Untersuchungen
Die Analysen haben gezeigt, dass der Einfluss der Ermüdungsbelastung auf das Werkstoffverhalten nur gering ausfiel. Ähnlich wie beim Verhalten unter monotoner Belastung, bildeten sich viele kleine Risse. Dennoch konnte auch eine gewisse Verschlechterung unter zyklischer Belastung beobachtete werden. Der Materialwiderstand gegen Biegung verringerte sich mit zunehmender Anzahl der Lastwechsel.
Aufbauend auf den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen leitete Petr Jun gesetzmäßige Beziehungen für das Verhalten von hochduktilem Beton unter Ermüdungsbeanspruchung ab. Diese berücksichtigen die entscheidenden physikalischen Phänomene wie unter anderem die Bildung von Rissen und die Wirkung der Polymerfasern im Hinblick auf die Rissüberbrückung und Biegsamkeit. Das neue Modell beschreibt somit das tatsächliche Materialverhalten, was die Entwicklung maßgeschneiderter hochduktiler Betone für einzelne Anwendungen erlaubt.
Doch der Dresdner Forscher gibt sich hiermit nicht zufrieden. Er wünscht sich die möglichst breite Anwendung von hochduktilem Beton in der Praxis. Hierfür sind Normen mit Materialgesetzen erforderlich. Diesen ist er mit dem hier vorgestellten Modell ein gutes Stück näher gekommen.
Richtfest für neue Versuchshalle
Richtfest der neuen Versuchshalle für das Institut für BaustoffeDas Institut für Baustoffe der Fakultät Bauingenieurwesen erhält eine neue Versuchshalle. Die eingeschossige Versuchshalle an der Georg-Schumann-Straße 7 erstreckt sich rund 25 Meter in den hinteren Grundstücksbereich. Sie ist 8,50 Meter hoch. Darin untergebracht sind Prüfräume, Nebelkammer, Lagerflächen, Laboreinrichtungen und ein Mischplatz. Anfang 2011 wird die größte Einzelbaumaßnahme des Konjunkturpaketes II der Bundesregierung im Hochschulbau in Dresden voraussichtlich abgeschlossen sein. Rund fünf Millionen Euro sind dann investiert. Dem neuen Gebäude wird eine Textilbetonfassade vorgehängt – die erste in Sachsen und eine der ersten in Deutschland. Geplant wurde diese Fassade in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Massivbau der TU Dresden und dem Deutschen Zentrum Textilbeton.
Johann Gierl, Abteilungsleiter im Sächsischen Staatsministerium der Finanzen, sagte bei seinen Grußworten: „Die Fakultät Bauingenieurwesen leistet einen Beitrag zur Fortentwicklung von Technologien, von denen viele angenommen haben, dass eine Weiterentwicklung nicht mehr möglich ist. Wer hätte zum Beispiel vermutet, dass der 2000 Jahre alte Baustoff Beton vor einer Weiterentwicklung steht, die man nur wenige Jahre zuvor für undenkbar gehalten hatte?“ Textilbeton ist dieser neue Baustoff – und aus ihm sind die Fassadenplatten der neuen Versuchshalle. Die drei Zentimeter dünnen Platten sind in TUDALIT-Qualität hergestellt und damit indirekt auch ein Kind der TU Dresden: TUDALIT ist die Marke, die über die TUDAG für die Qualitätssicherung und Verbreitung des innovativen neuen Baustoffs Textilbeton sorgen soll. Die 1,30 m x 2 m großen Platten der Firma Hering-Bau sind mit zwei Lagen Textilgelege aus alkali-resistentem Glas der Fa. Fraas bewehrt: die Grundlagenforschung erobert die Praxis.
„Der Freistaat wird auch in Zukunft in den Hochschulbau investieren,“ sagte Johann Gierl und fuhr fort, dass er sich, „eine weitere Anwendung dieses Baustoffes im Staatlichen Hochbau sehr gut vorstellen“ könne.
Vom dauerhaften Werkstoff zur Lebensdauerbemessung
Mitglieder des neuen RILEM Technical Committee „A framework for durability design of fibre-reinforced strain-hardening cement-based composites“Am 3. September 2010 traf sich das RILEM Technical Committee „A framework for durability design of fibre-reinforced strain-hardening cement-based composites“ am Institut für Baustoffe zu seiner konstituierenden Sitzung. Der Fachausschuss ist mit hochkarätigen Forschern und Industriepartnern aus den USA, Japan, Südafrika, Brasilien, Tschechien und Deutschland besetzt und wird die erfolgreiche Arbeit des Ausschusses „High performance fibre reinforced cementitious composites“ fortsetzen, an dem das Institut für Baustoffe ebenfalls beteiligt war.
Sowohl hochduktiler als auch Textilbeton zeichnen sich durch multiple Rissbildung sowie Dehnungsverfestigung unter Zugbeanspruchung aus, was sich positiv auf die Dauerhaftigkeit von hieraus hergestellten Bauteilen auswirkt. Um die positiven Materialeigenschaften voll nutzen zu können, ist ein Konzept für die Lebensdauerbemessung erforderlich. Hierfür sind sowohl umfangreiche experimentelle Untersuchungen als auch abgesicherte Modelle zur Beschreibung der verschiedenen Korrosionsprozesse wie beispielsweise Chlorid- oder Sulfatangriff erforderlich.
Ziel des neuen Fachausschusses ist die Entwicklung eines solchen Lebensdauerbemessungskonzepts für Bauteile aus SHCC und TRC sowie die Erarbeitung von Empfehlungen für standardisierte Methoden zur Bestimmung dauerhaftigkeitsrelevanter Eigenschaften. Das Institut für Baustoffe wird aufgrund seiner langjährigen Erfahrung mit hochduktilem Beton und Textilbeton sowie eigener Vorarbeiten zur Entwicklung eines Dauerhaftigkeitskonzeptes hierbei an zentraler Stelle mitwirken.
Was haben Knochen, Gummi, Metalle und Beton gemeinsam?
Prof. Victor Li von der University of Michigan, der Pionier des „biegsamen“ Betons, bei seinem Vortrag in DresdenKnochen, Gummi, Metalle und Beton: alle können kaputt gehen! Bei der Zerstörung laufen Bruchprozesse ab, um deren Beschreibung und Erklärung sich weltweit zahlreiche Forscher bemühen. Um das Wissen im jeweiligen Fachgebiet auszutauschen und auch Verknüpfungen zwischen den Forschungsbereichen zu ermöglichen, fand in Dresden von 30. August bis 3. September die 18. European Conference on Fracture (ECF18) statt.
Bei diesem Großereignis trafen sich auch Betonforscher, um den Wissensstand zu Bruchvorgängen in faserverstärkten Spezialbetonen auszutauschen. Diese Hochleistungsbetone können sehr ungewöhnliche, aber überaus nützliche Eigenschaften zeigen, wie z.B. eine hohe Verformbarkeit, die durch die Entstehung von zahlreichen, sehr kleinen Rissen ermöglicht wird. Diese kaum sichtbaren Risse müssen kraftvoll von Fasern überbrückt werden, wenn der Beton nicht in einzelne Bruchstücke zerfallen, sondern weiterhin als zusammenhängendes Material Belastungen standhalten und damit als Baumaterial geeignet sein soll. Und damit wird es kompliziert: die Vorgänge, die bei der Wechselwirkung zwischen Fasern und Beton stattfinden, sind vielfältig und noch nicht vollständig verstanden. Doch am zunehmenden Verständnis wird geforscht!
Das Buch zum SymposiumUm dem Wissensaustauch zwischen den Forschern einen würdigen Rahmen zu geben, hatten Prof. Viktor Mechtcherine (Institut für Baustoffe), und Prof. Michael Kaliske (Institut für Statik und Dynamik) mit finanzieller und ideeller Unterstützung des Sonderforschungsbreiches 528 ein „Symposium on Fracture and Damage of Advanced Fibre-Reinforced Cement-Based Materials“ organisiert und in ECF18 eingebettet. Auf diesem Symposium wurden an drei Tagen in sechs Arbeitssitzungen 28 Vorträge von Forschern aus elf Ländern vor zuweilen mehr als 50 Zuhörern gehalten. In den Vorträgen wurden neue Entwicklungen und aktuelle experimentelle Ergebnisse an faserverstärkten Betonen sowie deren Modellierung und numerische Simulation vorgestellt und zur diskutiert.
Für diejenigen Interessierten, die nicht am Symposium teilnehmen konnten, sind die schriftlichen Beiträge der Vortragenden in einem schönen Buch zusammengefasst (Fracture and Damage of Advanced Fibre-Reinforced Cement-Based Materials, Aedificatio Publishers, 2010), welches beim Verlag oder Institut für Baustoffe der TU Dresden für ein moderates Entgelt erworben werden kann.