2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15943Die Herstellung von ultrahochfestem Beton (UHFB) erfordert dafür geeignete hochfeste Gesteinskörnungen. Aktuell eingesetzt werden dafür vor allem Basalt und Quarzit bzw. Quarzsand. Es gibt jedoch viele weitere Gesteine, die dafür in Frage kommen, darunter auch solche, die durch eine chemische Grenzflächenreaktion mit der Bindemittelmatrix einen intensiven Verbund erwarten lassen. Gleichzeitig gibt es nur sehr wenige Untersuchungen, bei denen der Einfluss verschiedener Gesteinskörnungen auf das mechanische Verhalten von UHFB vergleichend untersucht wurde und keine Untersuchungen, in denen auch die Ursachen für das unterschiedliche Verhalten analysiert wurden. Genau dies ist das Ziel des Forschungsprojektes. Dazu sollen statistisch abgesicherte Daten zum Einfluss der Gesteinskörnung auf die Druckfestigkeit, das Verformungsverhalten bei Druckbeanspruchung und die Biegezugfestigkeit sowie zum Verhalten bei stoßartiger Belastung gewonnen werden. Die zu beobachtenden Unterschiede sollen durch Untersuchungen an den Gesteinskörnungen selbst, aber insbesondere durch Untersuchungen der Grenzflächen zwischen Gesteinskörnung und Bindemittel durch hochauflösende analytische Methoden auch verstanden werden. Dazu soll vorrangig die Transmissionselektronenmikroskopie zusammen mit der Probenpräparation mittels Focused Ion Beam eingesetzt werden, mit der im Gegensatz zur Rasterelektronenmikroskopie auch in der chemischen Elementanalytik eine Auflösung im Nanometerbereich erreicht werden kann. Das geplante Forschungsprojekt schafft damit eine wesentliche Grundlage für eine nachhaltigere und wirtschaftlichere Anwendung von UHFB, mit einer breiteren Palette an Ausgangsstoffen und ein wissenschaftliches Verständnis für die Wirkung verschiedener Gesteinskörnungen in UHFB. Dessen Bedeutung wird sich durch die absehbare Schaffung von Regeln für diesen Baustoff, auch in Deutschland, deutlich vergrößern.The production of ultra-high strength concrete requires high-strength aggregates. Basalt and quartzite or quartz sand are commonly used. Nevertheless, there are many other rock types that may be usable. With some of these types, chemical reactions at the aggregate-binder interface are to be expected, resulting in a very strong adhesion. At the same time there are only very few investigations on the influence of different rock types on the mechanical behaviour of ultra-high strength concrete and no investigations in which the reasons for the different behaviour were examined. Exactly this is the aim of the research project. Therefore reliable data on the influence of the rock type on compressive strength, the stress-strain curve under compression, the tensile strength in bending and the behaviour under shock will be measured. The reasons for the observed differences will be analyzed by investigating the aggregate and especially the aggregate-binder interface by high-resolution analytic methods. In particular, transmission electron microscopy will be used in combination with focused ion beam methods of sample preparation. In contrast to scanning electron microscopy, transmission electron microscopy has a resolution in the nanometer range even if used for chemical analysis. The research project therefore generates an important basis for a more sustainable and economic application of ultra-high strength concrete, with a broader range of basic materials and a scientific understanding of the effects of different rock types. The importance of ultra-high strength concrete will clearly grow by the foreseeable establishment of rules for this building material, also in Germany.