In diesem Teilvorhaben sollen das Potential und die Wirkungsweise von Stahlfasern in (ultra-)hochfesten Betonen erfasst und beschrieben werden. Vor allem steht dabei das weitgehend unerforschte Verhalten hochfester Stahlfaserbetone im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen (N größer als 10^7) im Fokus. Zwar existieren zum Ermüdungsverhalten druckschwellbelasteter Stahlfaserbetone bereits einzelne internationale Forschungsarbeiten, (ultra-)hochfeste Betone, hochfeste Stahlfasern und sehr hohe Lastwechselzahlen - und insbesondere Kombinationen aus diesen Parametern - sind dabei jedoch nicht vorzufinden. Ziel dieses Teilvorhabens ist es daher, wissenschaftliche Erkenntnisse zur Erweiterung der Bemessungsansätze auf hochfeste Stahlfaserbetone unter Zugschwellbeanspruchung (Biegezug, Querzug) zu ermitteln. Darüber hinaus sollen Empfehlungen für die Baupraxis zur gezielten Berücksichtigung der Stahlfasern in der Ermüdungsbemessung abgeleitet werden.
Die Speicherung von elektrischem Strom ist wünschenswert, dürfte sich aufgrund einer ressourcenintensiven Umsetzung für das nächste Jahrzehnt in einem größeren Umfang jedoch noch schwierig gestalten. Die Speicherung von Wärmeenergie gilt hingegen als ein vielversprechender Ansatz. Wasser als Wärmespeicher ist zwar von den verwendbaren Materialien und der Umsetzung her eine relativ einfach umsetzbare Technologie, für saisonale Wärmespeicher ist die Energiedichte jedoch zu begrenzt. Um größere Energiemengen zu speichern, sind entsprechend große Wassermengen notwendig. Dazu müssen Wassertanks konstruiert werden, die zum einen große Mengen Wasser aufnehmen können, zum anderen über einen weiten Druck-Temperaturbereich stabil sind und einer dauerhaften zyklischen Beanspruchung standhalten. Gleichzeitig soll deren Herstellung preiswert und unkompliziert sein. Beton wurde bereits als preiswerter Baustoff solcher Tanks eingesetzt, jedoch konnten dabei lediglich Temperaturen des Wassers bis 95 °C realisiert werden, was die Menge an speicherbarer Energie stark limitiert. Das Vorhaben soll nun grundlegend die Auswirkungen der zyklischen Temperatur-Druck-Belastung auf Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) klären. Hierfür soll untersucht werden, wie die unterschiedlichen Mineralphasen auf die äußeren Bedingungen reagieren, und wie ggf. Modifikationen am Stoffsystem durchgeführt werden können, um die thermische Belastbarkeit des UHPC zu erhöhen. Die Machbarkeit soll anschließend an kleinen Testkörpern (ca. 10L Inhalt) geprüft werden, abschließend wird noch ein größerer Testtank (ca. 100 L Inhalt) erstellt. Um eine entsprechende Effizienzsteigerung beim Energiespeichervermögen zu erreichen sollen Temperaturen bis 200 °C bei einem Druck von 15 bar verwirklicht werden. Der Nachweis, dass der UHPC der zyklischen Belastung dauerhaft stand hält soll die Machbarkeit zur Entwicklung von Energiespeichertanks aus UHPC darlegen.