Computermodellierung von Beton
Prof. Waldmann beabsichtigt, die grundlegenden Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Computermodellierung für Beton weiter auszubauen. Diese basieren auf der Entwicklung eigener numerischer Modelle in MATLAB unter Verwendung der Phasenfeldmethode, die die gleichzeitige Untersuchung des chemischen, mechanischen und thermischen Materialverhaltens von Beton ermöglicht. Dies ist besonders wichtig, da das Rissverhalten von Betonkonstruktionen bereits während der Erhärtung durch den Hydratationsprozess im Rahmen gegebener Umwelt- und geometrischer Randbedingungen beginnen kann. Das entwickelte Modell auf der Basis der Phasenfeldmethode ist in der Lage, die Besonderheiten dieses heterogenen Materials mit seiner komplexen Mikrostruktur und Grenzflächeneffekten zu berücksichtigen, so dass es auch zur Charakterisierung der Eigenschaften von Beton auf der Basis von z.B. rezyklierten Gesteinskörnungen, von Geopolymerbeton oder von Beton, der ergänzende zementäre Materialien (SCM) integriert, verwendet werden kann.
Neue innovative Betonrezepturen
Eine weitere wichtige Forschungsaktivität von Prof. Waldmann in diesem Bereich ist die Entwicklung neuer innovativer Betonrezepturen. Prof. Waldmann hat Erfahrung in der Entwicklung von Leichtbetonen auf der Basis von z.B. Blähtonzuschlägen, Raufaserbeton und Miscanthusgras. Außerdem arbeitet sie an einem neuen Dämmstoff auf Basis von Miscanthusfasern und dem Mycelium-Pilz. Als Beispiel zeigt Abbildung 7 einen Mauerstein mit einem tragenden Teil auf der Basis von Beton und Miscanthus (links) und einem isolierenden Teil auf der Basis von Miscanthus und Mycelium (rechts). Um den gesellschaftlichen Herausforderungen zu begegnen, nämlich (i) der Reduzierung des Energieverbrauchs, (ii) der Reduzierung des Verbrauchs natürlicher Ressourcen und (iii) der Reduzierung des CO2-Ausstoßes, ist Prof. Waldmann überzeugt, dass nur die Kombination von konstruktiven und werkstofflichen Aspekten des Betons zu technisch und wirtschaftlich verlässlichen Lösungen führen kann.
