Adaptive Modellierung der Dauerhaftigkeit im Zuge der Überwachung von Betonbauwerken: Fid-Bau Portal

Adaptive Modellierung der Dauerhaftigkeit im Zuge der Überwachung von Betonbauwerken

Bruder, Stephan

Für eine zuverlässige nutzungsbegleitende Prognose der Restnutzungsdauer eines Bauwerks werden zum einen belastbare Zustandsinformationen benötigt, zum anderen ist ein lernfähiges, adaptives Prognosemodelle erforderlich, das die realen Gegebenheiten des Bauwerks berücksichtigen kann. Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines adaptiven Moduls für das vorhandene Transport-Reaktion-Modell TRANSREAC. Dieses sollte in der Lage sein, anhand von gewonnenen Bauteilzustandsinformationen, die Transportparameter des Modells gezielt anzupassen. Die Zustandsinformationen können mit Sensoren oder durch Messungen am Bauwerk gewonnen werden. Die Anpassung der Transportparameter erfolgt nach einer Synchronisation des berechneten und des gemessenen Bauteilzustandes adaptiv. Zunächst wird ein Überblick über Schädigungsprozesse und dafür vorhandene Prognosemodelle für Betonbauteile gegeben. Es folgt die Darstellung der Transportprozesse für Wärme, Feuchte und an Wasser gebundene Stofftransporte. Bei der Darstellung der Gastransporte werden auch Messverfahren zur Gaspermeabilität vorgestellt. Sie sind die Grundlage für das Messsystem zum Monitoring der oberflächennahen Gaspermeabilität. Es folgt ein Überblick über verschiedene geeignete Sensorsysteme. Die durchgeführten experimentellen Arbeiten werden beschrieben, deren Ergebnisse die Grundlage für die adaptiven Simulationsrechnungen sind. Vorgestellt werden Messergebnisse, die mit Sensoren an Versuchsbauwerken gemessen wurden, Ergebnisse aus analytischen Untersuchungen von Proben aus den Versuchsbauwerken und Untersuchungen zur Ankopplung von Sensoren an Beton. Eigene Untersuchungen zur Frage der Veränderung von kapillaren Transportparametern werden vorgestellt,. Dabei wird auch auf die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens zur Messung der Gaspermeabilität eingegangen und ein Beispiel zur Berechnung des Permeabilitätskoeffizienten vorgestellt. Die Funktionsweise der adaptiven Simulationsrechnung wird detailliert erläutert und anhand von Beispielsrechnungen an verschiedenen Schädigungsprozessen demonstriert.