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Matthias Rutzen

• Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Aufklärung der vorherrschenden Schädigungsmechanismen in einem mit Carbon-Schnittfasern verstärkten zementgebundenen Kompositwerkstoff mit mikrorissinduzierter Pseudoduktilität. In der englischsprachigen Fachliteratur werden solche Werkstoffe auch als Strain-Hardening Cementitious Composites (SHCC) bezeichnet. Die Probenherstellung durch extrusionsbasierte additive Fertigung erlaubt das Ausrichten der Kurzfasern in eine Vorzugsrichtung und damit die Anpassung der Faserbewehrung auf einen vordefinierten Lastfall. In Anknüpfung an vorangegangene Dissertationsschriften werden weiterführende Fragestellungen zum Schädigungsverlauf und zum exakten Versagensmechanismus des Komposits aufgeklärt. Weitere Einblicke in das mechanische Verhalten des Kompositwerkstoffes werden durch Tests unter zyklischer Belastung erlangt. Das ebenfalls in vorigen Arbeiten vorgeschlagene Anwendungsfeld des 3D-Drucks wird optimiert und einem Upscalingprozess unterzogen.Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Aufklärung der vorherrschenden Schädigungsmechanismen in einem mit Carbon-Schnittfasern verstärkten zementgebundenen Kompositwerkstoff mit mikrorissinduzierter Pseudoduktilität. In der englischsprachigen Fachliteratur werden solche Werkstoffe auch als Strain-Hardening Cementitious Composites (SHCC) bezeichnet. Die Probenherstellung durch extrusionsbasierte additive Fertigung erlaubt das Ausrichten der Kurzfasern in eine Vorzugsrichtung und damit die Anpassung der Faserbewehrung auf einen vordefinierten Lastfall. In Anknüpfung an vorangegangene Dissertationsschriften werden weiterführende Fragestellungen zum Schädigungsverlauf und zum exakten Versagensmechanismus des Komposits aufgeklärt. Weitere Einblicke in das mechanische Verhalten des Kompositwerkstoffes werden durch Tests unter zyklischer Belastung erlangt. Das ebenfalls in vorigen Arbeiten vorgeschlagene Anwendungsfeld des 3D-Drucks wird optimiert und einem Upscalingprozess unterzogen. Ebenso werden die vorgestellten Rezepturen in Richtung einer anwendungsnäheren Mörtelrezeptur weiterentwickelt. Insbesondere soll der Zusammenhang von makroskopischem Werkstoffverhalten durch Beobachtung festigkeitsbestimmender Parameter (Faserausrichtung, Faserdispersionsgrad, Porosität, kleinskalige Schädigungen, etc.) auf mikroskopischer Ebene erklärt werden. Hierzu werden hochauflösende mikroskopische Methoden, vor allem der Röntgen-Computertomographie, eingesetzt und mit den Ergebnissen mechanischer Prüfungen korreliert.…