Einführung
Bestehende Konstruktionen aus Beton oder Stahlbeton weisen i. d. R. einen relativ geringen Widerstand gegen kurzzeitdynamische Belastungen wie z. B. Stoß, Detonation oder Erdbeben auf. Das zentrale Ziel des geplanten Graduiertenkollegs ist, bestehende Gebäude und Bauwerke durch Applikation von flächigen, dünnschichtigen Verstärkungen deutlich widerstandsfähiger zu machen. Durch die Verwendung neuartiger mineralisch gebundener Komposite soll die Sicherheit der Menschen und der für das Leben der Menschen wichtigen Infrastruktur signifikant erhöht werden. Die entwickelten Grundlagen werden außerdem das wirtschaftliche und ökologische Bauen von neuen, gegen Impaktbeanspruchungen höchstresistenten Strukturen ermöglichen.
Die Vision dieses GRK setzt sich aus fünf Teilen zusammen, die den gesamten Skalenbereich vom Werkstoff bis zum Bauwerk betreffen. Konkret geht es um die Entwicklung von:
- neuen mineralisch gebundenen Kompositen (Feinkornbetonen) mit unterschiedlichen Faser-bewehrungen, die einen besonders hohen Widerstand gegen Impaktbelastung aufweisen;
- Konstruktionskonzepten und Bemessungsgrundlagen für die Verstärkung bestehender Betonkonstruktionen durch dünne Schichten aus neuen hochduktilen Verbundwerkstoffen sowie für neue Strukturen unter Verwendung von diesen neuartigen Betonen;
- geeigneten Mess- und Auswertungsmethoden zur Untersuchung der beim Impakt stattfindenden Prozesse wie Wellenausbreitung, Verformungs- und Bruchvorgänge etc.;
- Methoden zur numerischen Simulation des Verhaltens impaktbeanspruchter neuer Betone und Betonstrukturen mit Kopplung unterschiedlicher Raum- und Zeitskalen;
- Grundlagen für Sicherheitsbeurteilungen und für ökonomisch-ökologische Bewertungen von Verstärkungsmaßnamen sowie die Effizienzerhöhung der einschlägigen Methoden.