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Simulation des rheologischen Verhaltens von zementgebundenen Feinkornsystemen

  • Basierend auf eigenen Fließ- und Füllversuchsreihen und vergleichenden 2D- und 3D-Simulationen wurde ein Verfahren zur numerischen Simulation des Fließ- und Füllverhaltens von zementgebundenen Feinkornsystemen mit und ohne Stahlfasern entwickelt bzw. weiterentwickelt. Das stark zeit- und scherratenabhängige rheologische Verhalten dieser Feinkornsysteme wurde mit einem Rotationsrheometer anhand speziell entwickelter Messprofile untersucht und mittels eines geeigneten Modells abgebildet. Im Rahmen von Parameterstudien und Vergleichen der experimentellen Ergebnisse der durchgeführten Haegermann- und L-Box-Versuche mit denen der Simulation wurden Simulationsparameter und -modelle angepasst und validiert. Das Fließ- und Füllverhalten der untersuchten Feinkornsysteme konnte dadurch mit der verwendeten Software-Plattform „Complex Rheology Solver“ (CoRheoS) zufriedenstellend beschrieben werden. Darüber hinaus wurde die Orientierung von Stahlfasern mithilfe einer bi-direktionalen Kopplung der Gleichungen für das Fließverhalten der Feinkornsysteme mit denen für die Faserorientierung qualitativ gut wiedergegeben.
  • A numerical simulation procedure for the flow and form filling behaviour of cement-based fine grain systems with and without steel fibres was developed based on specifically performed series of flow and filling tests and comparative 2D- and 3D-simulations. The time- and shearrate-dependant behaviour of the fine grain systems was represented by a suitable model based on investigations using a rotational rheometer and applying specifically developed measuring profiles. The numerical simulation was based on this rheological behaviour. Parameter studies and their evaluation by comparison to results of Haegermann and L-Box experiments were used to adjust and validate simulation parameters and simulation models. Thus, the flow and form filling behaviour of the investigated fine grain systems could be described sufficiently with the software platform “Complex Rheology Solver” (CoRheoS). The description of steel fibre orientation by means of a bi-directionally coupling of the equations for flow behaviour of fine grain systems and those for fibre orientation was fairly good.

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Metadaten
Verfasserangaben:Christian Heese
URN (Permalink):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-38785
Betreuer:Wolfgang Breit
Dokumentart:Dissertation
Sprache der Veröffentlichung:Deutsch
Veröffentlichungsdatum (online):26.09.2014
Jahr der Veröffentlichung:2014
Veröffentlichende Institution:Technische Universität Kaiserslautern
Titel verleihende Institution:Technische Universität Kaiserslautern
Datum der Annahme der Abschlussarbeit:18.12.2013
Datum der Publikation (Server):29.09.2014
Freies Schlagwort / Tag:Faser; Faserorientierung; Rheologie; Simulation; zementgebundene Feinkornsysteme
Seitenzahl:IX, 215
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Sachgruppen:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Lizenz (Deutsch):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vom 10.09.2012