24. Oktober 2021

Forschung für widerstandsfähigere Gebäude

DFG verlängert Förderung von TUD-Graduiertenkolleg

Dresden (pm) – Vier Jahre nach Beginn des ersten strukturierten Promotionsstudiums im Bereich Bau und Umwelt der TU Dresden wurde nun die Förderung der zweiten Projektphase des Programms GRK 2250 „Impaktsicherheit von Baukonstruktionen durch mineralisch gebundene Komposite“ für die 4,5-jährige Förderperiode durch den Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beschlossen.

Graduiertenkollegs sind spezielle Programme an Hochschulen zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, die von der DFG für maximal 9 Jahre gefördert werden. Im Mittelpunkt steht die Qualifizierung von Doktorandinnen und Doktoranden im Rahmen eines thematisch fokussierten Forschungsprogramms sowie eines strukturierten Qualifizierungskonzepts. Dabei wird eine interdisziplinäre Ausrichtung der Graduiertenkollegs erwartet. Ziel ist es, Promovierende auf den komplexen Arbeitsmarkt „Wissenschaft“ intensiv vorzubereiten und gleichzeitig ihre frühe wissenschaftliche Selbstständigkeit zu unterstützen.

Die Federführung des stark international geprägten und beachteten GRK 2250 liegt beim Institut für Baustoffe der TU Dresden. Mit ihren Forschungsprojekten erarbeiten insgesamt 25 Promovenden Lösungsansätze, um bestehende Gebäude und Bauwerke durch Applikation von flächigen, dünnschichtigen Verstärkungen deutlich widerstandsfähiger gegen kurzzeitdynamische Belastungen zu machen; denn bestehende Konstruktionen aus Beton oder Stahlbeton weisen i.d.R. eine relativ geringe Widerstandsfähigkeit auf. „Angesichts der stets zunehmenden Gefahr des Eintretens kurzzeitiger dynamischer Beanspruchungen, z. B. durch Naturkatastrophen oder Detonationen, besteht weltweit dringender Handlungsbedarf im Hinblick auf die Gewährleistung der Sicherheit von Menschen und der für das Leben der Menschen wichtigen Infrastruktur“, sagte Prof. Viktor Mechtcherine, Sprecher des Kollegs zu Beginn des Programms im Jahr 2017.

Bereits in der ersten Förderphase, die noch bis September 2021 läuft, wurden zahlreiche Promotions- und Postdoc- Projekte erfolgreich umgesetzt. Es wurden impaktresistente mineralisch gebundene Komposite mit unterschiedlichen Faserbewehrungen entwickelt, charakterisiert und modelliert. Parallel wurden Anwendungs- und Konstruktionskonzepte sowie Bemessungsgrundlagen für die Verstärkung bestehender Betonkonstruktionen durch dünne Schichten aus hochduktilen Verbundwerkstoffen erarbeitet. Für die bei Impakt stattfindenden Prozesse wie Dehnwellenausbreitung sowie schnelle Verformungs- und Bruchvorgänge wurden geeignete Prüf- und Auswertungsmethoden entwickelt. Zudem wurden neue Ansätze und Methoden zur numerischen Simulation des Verhaltens impaktbeanspruchter neuer Komposite und Betonstrukturen mit Kopplung unterschiedlicher Raum- und Zeitskalen implementiert.

Als Materialien für die Steigerung der Impaktsicherheit erwiesen hochduktile Betone (SHCC), textile Bewehrungen sowie hybride Verbundwerkstoffe aus kurzen und „Endlos“fasern als besonders erfolgversprechend.

Ein wichtiger Teil der Forschungen ist dementsprechend die Erarbeitung und Anwendung eines umfassenden Werkstoffdesignkonzepts mit dem Ziel, ökologisch und wirtschaftlich nachhaltige Lösungen zu entwickeln. Die gleichzeitige Verbesserung der rheologischen Eigenschaften soll eine maschinelle, weitgehend automatisierte Verarbeitung der Faserbetone vergleichbar mit dem 3D-Druck von Beton ermöglichen.

Pressemitteilung: Technische Universität Dresden