Bestimmung von Materialeigenschaften zementgebundener Werkstoffe mittels inverser Analyse

Gewisse Materialeigenschaften von zementgebundenen Werkstoffen können nur schwer auf direktem Wege experimentell bestimmt werden. Es bedarf einer kombinierten Anwendung experimenteller sowie rechnerischer Methoden. Die gesuchten Materialeigenschaften ergeben sich dabei aus inversen Analysen von Experimenten. Zwei Beispiele für die Notwendigkeit solcher inversen Analysen in der Materialprüfung sind die Bestimmung von Entfestigungskurven sowie des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten. Diese Materialeigenschaften finden insbesondere zur Charakterisierung der Dauerhaftigkeit von Baukonstruktionen Anwendung. Maßgebend für Genauigkeit und Effektivität inverser Analysen ist neben der Formulierung eines adäquaten physikalischen Modells für das durchgeführte Experiment die Wahl eines geeigneten Optimierungsalgorithmus. Evolutionäre Algorithmen haben sich für derartige Anwendungen als besonders geeignet erwiesen. Das Prinzip der inversen Analyse sowie zwei Anwendungsbeispiele werden dargestellt. Letztere betreffen die Bestimmung des Entfestigungsverhaltens von Beton auf der Grundlage von Keilspalt- und Biegeexperimenten beziehungsweise die Bestimmung des feuchteabhängigen Diffusionskoeffizienten auf der Grundlage von Trocknungsexperimenten.