• Deutsch
  • English

Simulationsbasierte Modellierung zeit- und scherabhängiger disperser und rheologischer Eigenschaften von Zementsuspensionen

Fördergeber: DFG

Projektbearbeitung : Dimitri Ivanov

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

Das Projekt „Simulation based modelling of time- and shear-dependent disperse and rheological properties of cement suspensions“ ist Teil des Schwerpunktprogramms „DFG SPP 2005 – Opus Fluidum Futurum – Rheology of reactive, multiscale, multiphase construction materials (https://spp2005.de)und hat das Ziel die Rheologie von Zementsuspensionen zu modellieren. Dafür arbeiten das Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz und das Institut für Partikeltechnik zusammen. Zum Erreichen des Ziels ist ein tiefergehendes Verständnis der physikalischen und chemischen Vorgänge auf mikroskopischer Ebene notwendig. Dieses Verständnis soll mithilfe von Experimenten und gekoppelten CFD-DEM-Simulationen gewonnen werden. In den Experimenten wird eine Lasersonde in ein Rheometer eingebaut umso über die aktuelle Partikelgrößenverteilung einen Eindruck über die Agglomeration zu bekommen und um diese mit der Viskosität vergleichen zu können. Die Ergebnisse werden mit den durchgeführten Simulationen verglichen. Nach der Kalibrierung und Validierung der Simulationen können diese eingesetzt werden um verschiedene Parameter zu variieren und damit bestehende Modelle erweitern zu können. Ein wichtiger Parameter ist die Scherhistorie, da diese einen Einfluss auf die Partikelgrößenverteilung, Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit hat. Um die interpartikulären Kräfte für die Simulationen kalibrieren zu können, werden runde Modellpartikel aus Zement hergestellt. Die Kräfte werden dann mithilfe von Rasterkraftmikroskopie bestimmt.

Ziele und Aufgaben des iPAT

  • Definition und Herstellung von Modell-Partikel-Systemen mit klar definierten chemischen und physikalischen Charakteristiken für Experimente und Simulationen
  • Implementierung von neuen Kontaktmodellen für die Abbildung von interpartikularen Kräften in CFD-DEM-Simulationen
  • Durchführung systematischer unaufgelöster gekoppelter CFD-DEM-Simulationen von mikropartikulären Suspensionen insbesondere Zementsuspensionen
  • Entwicklung eines verbesserten allgemeinen Rheologiemodell mit der Berücksichtigung von Zeit- und Scherabhängigen Eigenschaften
  •  
    Projektpartner

  • Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (TU Braunschweig)

  • Mitarbeiter

    Aktuelle Projekte
    Simulationsbasierte Modellierung zeit- und scherabhängiger disperser und rheologischer Eigenschaften von Zementsuspensionen mehr

    HIPO STACK: High Power Redox Flow Stacks mehr

    DEFACTO: Batteriedesign und Fertigungsoptimierung durch multiphysikalische Modellierung mehr

    3D4Space: Additive Fertigungsverfahren für die innovative Raumfahrt – „Drucken auf dem Mond“ mehr

    Nanofluidik & Partikelmanipulation – Herstellung und Charakterisierung hierarchischer, metrologischer Nano- und Mikrostrukturen mehr

    FOR 2021 “Wirkprinzipien nanoskaliger Matrixadditive für den Faserverbundleichtbau“ mehr

    Steuerung und Modellierung der Aggregation und Redispergierung gefällter Nanopartikel mehr

    Dynamische Prozessmodelle für die Feinstzerkleinerung und -dispergierung mehr

     

    Abgeschlossene Projekte
    Processing of nanoparticles out of poorly water-soluble drugs by precipitation and drying using microsystems mehr

    Prozess- Eigenschafts-Beziehungen einer nanopartikulären Beschichtung zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften mehr

    Entwicklung einer Methode zur Messung der Dispergiereigenschaften von Partikelaggregaten und -agglomeraten mehr

    Dispergierung von Nanopartikeln mehr

    Verbundprojekte


    Mikropart – Mikrosysteme für partikuläre Life-Science-Produkte mehr

    Nanostrukturierte Kompositmaterialien – von der Entwicklung in die Produktion mehr

    Virtuelles Institut „Nanotechnologie in Polymerkompositwerkstoffen“ mehr

    BMBF-Projekt „Industrielle Sol-Herstellung und Beschichten von flexiblen Trägersubstraten mit nanoskaligen Sol-Gel-Materialien (SolGel)“ mehr