Vorschädigungen in Beton infolge zyklischer Beanspruchungen und deren Auswirkung auf Transportprozesse im Hinblick auf eine schädigende AKR

Auf Grundlage der Zielsetzung der DFG-Forschergruppe 1498 beschaeftigt sich dieser Beitrag mit den Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Belastung im Vierpunktbiegeversuch auf das Transportverhalten im Betongefuege. Hierzu wurde zunaechst die Degradation des Mikrogefueges mittels Ultraschallmessungen sowie rissmikroskopischen Untersuchungen an Duennschliffen charakterisiert. Mit dem Ziel der numerischen Modellbildung wurden Untersuchungen zum Wassereindringverhalten durchgefuehrt. Es wurden unter anderem das Wassereindringverhalten ueber die Zeit und der Einfluss von Vorschaedigungen experimentell geprueft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zu den Einzelprozessen des Ionentransports in poroesem Gefuege wurde ein mikromechanisches Mehrskalenmodell entwickelt, welches es ermoeglicht, die Wirkung der Vorschaedigung auf gekoppelte Feuchte- und Ionentransportprozesse vorherzusagen. Das Modell beruecksichtigt die Topologie und raeumliche Verteilung der Mikrorisse und deren Einfluss auf die Ionendiffusivitaet. Die numerische Simulation liefert bei anisotroper Verteilung der Mikrorisse eine erhoehte Alkali-Eindringtiefe. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: According to the goals of the research group 1498, this paper deals with the effects of cyclic flexural loading in a four-point bending test on the fluid transport processes within a concrete structure. Therefore, the degradation of the microstructure is characterized through ultrasonic wave measurements as well as microscopic crack analysis. In order to numerically model these processes, experiments on the penetration behavior of water into the concrete were carried out. The penetration behavior over time as well as the influence of degradation on the water transport were investigated. To predict the influence of concrete degradation on alkali diffusivity, a multi-scale continuum micromechanics model is incorporated into the numerical model, which accounts for the topology and the three-dimensional distribution of microcracks. As expected, the numerical simulation predicts larger alkali-penetration in pre-damaged concrete. Regarding the micro-crack distribution, an anisotropic distribution of micro-cracks tangential to the direction of the alkali and water flux increases their penetration depth. (A)