| vedoucí týmu | prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D. |
| milníky | M1.2.1 – Implementace vhodných materiálových modelů pro měření STATOTEST (M18) |
| partneři (zapojení) | ČVUT (30 %), VUT (50 %), STATOTEST (10 %), SKANSKA (10 %) |
| publikační výstupy | 4 × Jrec/Jimp |
Popis aktivity
Cílem VA1.2.1 je vytvoření a kalibrace vhodných materiálových modelů pro popis časově závislého chování betonů. Výzkum se v 1. etapě zaměří na modelování betonů s konvenčními cementy v existujících konstrukcích a využije data získaná in-situ partnerem STATOTEST. Ve 2. etapě využije původní data získaná při řešení ÚKOLu 1.1 pro betony s novými pojivy či kamenivem, doplněná o data od partnera SKANSKA či data z literatury, o která bude obohacena experimentální databáze pro dotvarování a smršťování betonu vyvíjená na ČVUT. Vzhledem k tomu, že vývoj smrštění a dotvarování je primárně závislý na vlastnostech cementového tmelu a vývoji relativní vlhkosti pórů, lze předpokládat, že pojiva s vyšším obsahem kalcinovaných jílů a/nebo metakaolinu budou mít značně odlišné vlastnosti než běžné cementy s vysokým obsahem portlandského slínku. Odlišný vývoj hydratace bude mít značný dopad na nárůst pevnosti a stárnutí, tj. nárůst tuhosti. Cyklicky zatěžované betonové konstrukce jsou vystaveny únavovým degradačním procesům, které často vyústí v akcelerovaný rozvoj trhlin s následkem zkrácené životnosti vlivem karbonatace a koroze výztuže. Navíc rychlost akumulace poškození tmelu při cyklickém namáhání je silně ovlivněna jak relativní vlhkostí, tak transportními vlastnostmi materiálu a porozitou na různých úrovních. Pro schopnost predikce únavové životnosti je zapotřebí vyvinout materiálové modely, které sdružují vliv mechanických a teplotních cyklů včetně jejích rychlostí, a to s ohledem na viskoelastické a viskoplastické procesy, včetně narůstajícího poškození a případného hojení vlivem rehydratace.
Program OOFEM obsahuje širokou paletu materiálových modelů pro simulování transportu vlhkosti i časově závislého chování betonu, avšak tyto modely byly vyvinuty pro betony s konvenčními cementy. V rámci výzkumné aktivity budou identifikovány základní odlišnosti v chování malt a betonů s novými pojivy, budou navrženy a implementovány úpravy v existujících konstitutivních vztazích, což umožní rozšířit aplikovatelnost materiálových modelů. Dále budou vyvinuty a implementovány materiálové modely založené na termodynamických potenciálech konzistentně zahrnujících viskoelastoplastické chování s poškozením. Tyto modely budou kalibrovány jak pro betony s konvenčními pojivy založenými na portlandském cementu, tak s moderními ekologickými pojivy.