Matteo Lunardelli, M.Sc.
Fachgebiet Baustoffe und Stahlbetonbau
Beethovenstraße 52
38106 Braunschweig
Telefon: 0531/391-5591
Forschungsvorhaben:
Rissbildung entlang der Klebeverbindung zwischen Beton und CFK-Lamellen
Die Sanierung gealterter Gebäude und Infrastrukturbauwerke ist im Bauwesen immer wichtiger geworden. Oft haben die Ingenieure mit alten Gebäuden zu tun, die eine nachträgliche Verstärkung benötigen. Ein Material, welches die Anforderungen für Verstärkungen erfüllt, leicht zu verarbeiten ist und gute mechanischen Eigenschaften aufweist, ist Kohlefaserverstärker Kunstoff (CFK). Ein wichtiger Punkt der Verstärkung ist die Überprüfung der Klebeverbindung zwischen Beton und Lamellen, weil das Verbundversagen, die sogenannte Entkoppelung, spröde ist und ohne Vorankündigung eintritt. Im Zuge vorheriger Untersuchungen wurde eine mögliche Korrelation zwischen der Rissbildung und einem Koeffizienten des Verbundes, der von der Bruchenergie abhängig ist, herausgestellt. Die Rissbildung wurde bisher mithilfe von Rauhigkeitsparametern dargestellt, aber die die Rissbildung beeinflussenden Faktoren sind noch Gegenstand der Forschung.
Ziel der Projektes ist es, die Eigenschaften des Betons zu untersuchen, die maßgebend für die Rissbildung sein können. Die zu untersuchenden Parameter sind die mechanischen Eigenschaften der Gesteinskörnung und des Zementsteins sowie Form und Kornverteilung (Sieblinie) der Gesteinskörner. Das Forschungsprogramm wird in zwei Teile gegliedert. Zunächst wird das Augenmerk auf die kleine Ebene (Mesoskala) gelegt um die Mechanismen besser zu verstehen. In diesem Forschungsabschnitt wird der Schwerpunkt auf die Untersuchung der Proben mithilfe des Mikro CTs und die sich anschließende Auswertung (Segmentierung und Rekonstruktion) der Bilder gelegt. Gewonnene Erkenntnisse werden in der zweiten Phase des Projektes in weiteren Versuchen validiert. Hier sind vor allem Experimente auf der Makroebene geplant, bei denen Proben zyklisch belastet werden. Anhand der Ergebnisse des Versuchsprogramms soll ein in der Praxis anwendbares Ingenieurmodell entwickelt werden.
Publikationen im Rahmen des GRK:
Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften mit review:
P. Carrara, R. Kruse, D.P. Bentz, M. Lunardelli, T. Leusmann, P.A. Varadya and L. De Lorenzis. Improved mesoscale segmentation of concrete from 3D X-ray images using contrast enhancers. Cement and Concrete Composites, 93: 30-42, 2018.
Konferenzbeiträge mit Veröffentlichung:
M. Lunardelli, T. Leusmann and H. Budelmann. Improvement of debonding behavior among low strengthconcrete and externally bonded CFRP. CICE 2016 Proceedings (2016).
M. Lunardelli, P. Varady, D. Köhnke, S. Lehmberg and H. Budelmann. X-ray computed tomography: Image processing and applications. In: von Scheven, M.; Keip, M.-A.; Karajan, N. (Edt.): Proceedings of the 7th GACM Colloquium on Computational Mechanics for Young Scientists from Academia and Industry. October 11-13, 2017, Stuttgart, S. 39-43.
T. Leusmann, G. Basutkar, M. Lunardelli and D. Lowke. Characterizing the 3D Mesostructure of High Performance Concrete with the help of Computed Tomography. Proceeding RILEM Spring convention and sustainable materials, systems and structures conference 2019.