Impaktsicher­heit von Baukonstruktio­nen durch mineralisch gebundene Komposite

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 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 Professur für Nachhaltigkeitsmanagement und Betriebliche Umweltökonomie betreut das 3-jährige Promotionsvorhaben „C2: Analyse und Bewertung der Nachhaltigkeit und Resilienz von Verstärkungsmaßnahmen mit neuen Verbundwerkstoffen“. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Bewertungskonzeptes, das bereits die Forschungs- und Entwicklungsphase durch eine Nachhaltigkeits- und Resilienzbewertung begleitet und im Ergebnis zu resilienteren und nachhaltigeren Verbundwerkstoffen führt. Das zu erarbeitende Konzept soll technische, finanzielle, gesellschaftliche und ökologische Einflussparametern Rechnung tragen und quantitative Prognosen bzw. Szenarien ermöglichen.

Die Vision dieses Graduiertenkollegs 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.

Alle Informationen zu dem Graduiertenkolleg finden Sie hier.

Leitung

• Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine

Teilprojektleitung

• Prof. Dr. Edeltraud Günther
   

Bearbeitung

• Dr. Anne-Karen Hüske
• Maria Vogel

Zusammenarbeit

Technische Universität Dresden

• Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Baustoffe (IfB)
• Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Mechanik und Flächentragwerke (IMF)
• Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Massivbau (IMB)
• Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Statik und Dynamik (ISD)
• Fakultät Wirtschaftswissenschaften, Professur für Nachhaltigkeitsmanagement und Betriebliche Umweltökonomie (BU)
• Fakultät Umweltwissenschaften, Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF)
• Fakultät Maschinenwesen, Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (ipf)

• Institut für Polymerwerkstoffe, Abteilung Verbundwerkstoffe

Laufzeit

• 01/05/2017 - 30/04/2020

Finanzierung

• DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft