TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Rübner, Katrin A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Aktivierung von Papierasche zur Nutzung als Bindemittelkomponente N2 - In Deutschland fallen jährlich 20 Millionen Tonnen Altpapier an. 75 % davon werden dem Recyclingprozess zugeführt. Dabei bleiben Prozessrückstände wie Deinkingschlämme, Sortierrückstände und Faserreststoffe übrig. Zusammengefasst als Papierschlamm verwerten die Recycler diesen Reststoff thermisch in dezentralen Heizkraftwerken. Die dabei anfallende Papierasche hat mit den Anteilen der Hauptoxide von 59 M.-% CaO, 22 M.-% SiO2 und 13 M.-% Al2O3 eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie Portlandzement, wobei sich die Mineralphasen unterscheiden. Durch eine Aktivierung der Papierasche können jedoch hydraulisch aktive Phasen wie Mayenit (C7A12) und Belit (C2S) erzeugt werden. Die Mineralphase Mayenit reagiert schnell mit Wasser zu Calciumaluminathydraten, wodurch der Bindemittelleim schnell ansteift. Die festigkeitsbildenden Calciumsilicathydrate (CSH) in Bindemittelleimen entstehen bei einer späteren Reaktion von Belit mit Wasser. Zur Aktivierung dient eine hydrothermale Calcinierung. Dabei wird Papierasche mit einer Aktivatorlösung (Wasser oder KOH) gemischt und bei 200 °C hydrothermal behandelt, wobei sich Hydratphasen ausbilden. Diese Zwischenprodukte dehydratisieren durch eine anschließende Calcinierung zu reaktiven Calciumsilicaten und Calciumaluminaten. Wie sich die Parameter des Aktivierungsprozesses auf die Mineralphasen auswirken, war Fokus der Untersuchungen. Mit thermogravimetrischen Analysen der Zwischenprodukte konnten die Reaktionsprodukte nach dem hydrothermalen Prozessschritt bestimmt werden. Den größten Einfluss auf den Mineralphasenbestand hat hierbei die Alkalität der Aktivatorlösung. Im zweiten Prozessschritt, der Calcinierung, ist die Temperatur der wesentliche Faktor für die Ausbildung reaktiver Phasen. Die Ergebnisse kalorimetrischer Untersuchungen an Leimen aus den calcinierten Proben dienten der Auswahl der optimalen Calcinierungstemperatur. Die gesamte Reaktionswärme war für die Proben, welche bei einer Calcinierungstemperatur zwischen 700-800 °C hergestellt wurden, am höchsten. T2 - GDCH-Tagung Bauchemie CY - Aachen, Germany DA - 30.09.2019 KW - Papierasche KW - Zement KW - Hydrothermale Calcinierung KW - Bindemittel PY - 2019 SN - 978-3-947197-13-2 VL - 54 SP - 16 EP - 24 CY - Aachen AN - OPUS4-49312 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Meng, Birgit ED - Rogge, A. ED - Meng, B. T1 - Betonpflastersteine mit erweiterten Leistungsmerkmalen T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-11-07 PY - 2011 SN - 978-3-9814281-0-0 N1 - Geburtsname von Barthel, Maria: Meinel, M. - Birth name of Barthel, Maria: Meinel, M. SP - 194 EP - 203 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-25182 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Meng, Birgit T1 - Betonpflastersteine mit erweiterten Leistungsmerkmalen T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium, BAM CY - Berlin, Germany DA - 2011-11-07 PY - 2011 N1 - Geburtsname von Barthel, Maria: Meinel, M. - Birth name of Barthel, Maria: Meinel, M. AN - OPUS4-25236 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Betontechnologische Ansätze zur Vermeidung innerstädtischer Hitzeinseln N2 - Die Versiegelung von Oberflächen, Bebauung und die Ausweitung städtischer Gebiete führen weltweit besonders in sonnenreichen Regionen zu innerstädtischen Hitzeinseln. Diese Flächen wirken als Wärmespeicher, so dass an Sonnentagen eine Temperaturdifferenz bis zu 10 K zwischen Stadt und umliegendem Land entstehen kann. Verstärkt wird dieser sogenannte Urban Heat Island Effect (UHIE) durch die meist direkte Abführung des anfallenden Regenwassers in die Kanalisation, wodurch eine Kühlung durch stetige Verdunstung unterbunden ist, Mit steigender Urbanisierung wächst auch die Bedeutung dieses Phänomens. Innerstädtische Hitzeinseln ziehen direkte wirtschaftliche und soziale Folgen nach sich, da hohe Temperaturen eine teure Klimatisierung der Städte bedingen. So entsteht ein erhöhter Verbrauch an Ressourcen sowie zusätzliche Abwärme. Das Wohlbefinden und die Gesundheit der Bevölkerung verschlechtern sich bei sehr hohen Temperaturen, was zu sinkender Leistungsfähigkeit und sogar zu einer erhöhten Sterberate führen kann. T2 - 18. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 12.09.2012 PY - 2012 SN - 978-3-00-034075-8 VL - 2 IS - 3.07 SP - 2-0042 EP - 2-0050 AN - OPUS4-26545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria T1 - Betontechnologische Ansätze zur Vermeidung innerstädtischer Hitzeinseln T2 - 18. IBAUSIL CY - Weimar, Germany DA - 2012-09-12 PY - 2012 AN - OPUS4-26515 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Uzoegbo, H.C. ED - Schmidt, Wolfram T1 - Concrete pavers for the mitigation of the urban heat island effect T2 - ACCTA - International conference on advances in cement and concrete technology in Africa 2013 CY - Johannesburg, South Africa DA - 2013-01-28 KW - Urban heat island effect KW - Earth-moist concrete KW - Concrete multilayers pavers KW - Water storage KW - Self-cooling pavement PY - 2013 SN - 978-3-9815360-3-4 SP - 953 EP - 960 AN - OPUS4-27769 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Schmidt, Wolfram T1 - Concrete Pavers for the Mitigation of the Urban Island Effect T2 - ACCTA-Advances in Cement and Concrete Technology in Africa CY - Johannesburg, South Africa DA - 2013-01-28 PY - 2013 AN - OPUS4-27663 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Schmidt, Wolfram T1 - Concrete Solutions for the Mitigation of the Urban Heat Island Effect T2 - fib Symposium: Concrete Structures for Sustainable Community CY - Stockholm, Sweden DA - 2012-06-11 PY - 2012 AN - OPUS4-26510 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria T1 - Failling walls of paper ash binder N2 - Activation of paper ash for using as a binder in concrete T2 - Falling Walls Lab CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2018 KW - Paper sludge ash KW - Hydrothermal Calcination KW - Cement PY - 2018 AN - OPUS4-49313 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Barthel, Maria A1 - Rübner, Katrin A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Rogge, Andreas A1 - Dehn, F. T1 - From waste materials to products for use in the cement industry N2 - Industrial wastes (bottom ash, crushed concrete fines, filter residue, paper ash and lignite fly ash) have potential for use in building materials, for instance as raw materials for clinker production, as supplementary cementitious materials (SCMs) or mineral additions in concrete. The properties of the products are dependent on the reactivity of the waste materials used, which can be classified as inert, latent hydraulic or pozzolanic. In this study, waste materials were first characterised. This was followed by theoretical considerations of the mentioned application options. Experiments were limited to evaluation of potential as SCMs and, for this purpose, activity index measurements and calorimetric and thermogravimetric analyses were performed. Finally, the synergetic effects of various waste materials were considered. Paper ash (calcium oxide source) and filter residue (amorphous silicon dioxide source) showed the best prospects for use as cementitious material components. KW - thermal methods KW - blended cements KW - recycled material KW - analysis PY - 2016 U6 - https://doi.org/10.1680/jadcr.15.00149 SN - 0951-7197 SP - 1 EP - 11 PB - ICE publishing CY - London, UK AN - OPUS4-36277 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Ünal, Murat A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Fördermöglichkeiten und Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung - Pflastersteinprojekte an der BAM T2 - Betonseminar CY - Feuchtwangen, Germany DA - 2013-12-04 PY - 2013 AN - OPUS4-30370 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ünal, Murat A1 - Barthel, Maria A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Fördermöglichkeiten und Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung - Pflastersteinprojekte an der BAM T2 - Entwicklungen und Trends im Betonwarenmarkt sowie Aktuelles zum technischen Stand CY - Feuchtwangen DA - 2014-12-04 PY - 2014 AN - OPUS4-32335 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Peters, Sarah A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Hydrothermale Behandlung von calciumoxidreichen Reststoffen T2 - 19. Internationale Baustofftagung (ibausil) CY - Weimar DA - 2015-09-16 PY - 2015 AN - OPUS4-34500 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Rübner, Katrin ED - Schmidt, Wolfram ED - Priebe, Nsesheye Susan T1 - Interactions between waste paper sludge ashes and superplasticizers based on polycarboxylates N2 - In many industrial nations, about two third of the paper demand is covered by recovered paper. A major process step within the treatment of waste paper is the de-inking. It is a floating process yielding paper sludge as a waste product. About 50 % of this residue is used as a fuel. In several cases it is burnt at temperature of about 850 °C and thereafter the accrued ashes are collected in the flue gas filter. During the combustion, kaolinite and calcium oxide generate gehlenite and larnite. Calcite is the main component of waste paper sludge ash (PA).The chemical and mineralogical composition of PA suggests using it as a supplementary cementitious material. In modern construction materials technology, workability aspects gain importance, since for most modern materials the rheology and compaction ability are relevant for the operation at a hardened state. It was observed that PA significantly increases the water demand of powder systems, which can cause serious problems during the casting of mineral binder systems containing PA. It is therefore obvious that binder systems containing PA might demand for the use of superplasticizers. Superplasticizers are polymers with anionic backbone that cause electrostatic and steric repulsion effects upon adsorption on surfaces of particles and hydration phases. In this paper interactions between superplasticizers and waste paper sludge ashes are discussed and analysed. Based on observations of changes in the zeta potential and the dispersion of the particle system, the influence of the charge density of superplasticizers is observed and time dependent effects are demonstrated. T2 - 2nd International Conference on Advances in Cement and Concrete Technology in Africa CY - Dar es Salaam, Tanzania DA - 27.01.2016 KW - Waste paper sludge KW - Rheology KW - Cement KW - Concrete KW - Polycarboxylate ether PY - 2016 SN - 978-3-9817502-3-2 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. SP - 181 EP - 186 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-36877 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Mitigation of the urban heat island effect by self-cooling concrete pavers N2 - Worldwide an increasing migration from rural to urban regions can be observed. Hence cities are growing and as a result the building density and the land sealing rise. Concrete as commonly used building material in urban structures provides a high heat storage capacity. Therefore the microclimate in cities has become warmer than in the surrounding areas. This phenomenon is called Urban Heat Island Effect. To mitigate this situation a large scale application of self-cooling concrete pavers is an approach to reduce the urban heat island effect. Making use of evaporation enthalpy, this new type of pavements counterbalances the absorption of solar radiation and the subsequent transfer of heat to the surrounding environment. The typical double-layer structure of concrete paving stones can be maintained. The mass concrete acts as a water storage layer and is covered by a permeable face concrete. As the different requirements of these layers demand different concrete mixtures, they are developed and optimised for their respective functions. This paper presents some suitable no-slump concrete mixtures that combine a sufficient compressive strength as well as good water transportation properties for the above mentioned approach. KW - Pavement KW - Urban heat island KW - No slump concrete KW - Fibers PY - 2013 SN - 2225-0514 SN - 2224-5790 VL - 4 SP - 35 EP - 39 PB - International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works CY - New York, NY, USA AN - OPUS4-29931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Mitigation of the Urban Heat Island Effect by self-cooling Concrete Pavers T2 - CMSS-International Congeress on Materials and Structural Stability 2013 CY - Rabat, Morocco DA - 2013-11-27 PY - 2013 AN - OPUS4-30371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Schmidt, Wolfram ED - Bager, D. H. ED - Silfwerbrand, J. T1 - Multilayer concrete pavers - solutions for the mitigation of the urban heat island effect N2 - The large scale application of self-cooling concrete pavers is a future-oriented approach to reduce the urban heat island effect in inner-city areas. Making use of evaporation enthalpy, these new pavements counterbalance the absorption of solar radiation and the subsequent transfer of heat to the surrounding environment. The concrete pavers consist of a permeable top-layer and a storage layer. As the different requirements of these layers demand different concrete mixtures they are developed and optimised for their respective functions. This paper presents some results of the concrete mixture design and Solutions that combine a sufficient compressive strength as well as good water transportation properties for the face concrete layer. T2 - fib Symposium Stockholm 2012 'Concrete structures for a sustainable community' CY - Stockholm, Sweden DA - 11.06.2012 KW - Urban heat island effect KW - Concrete multilayer pavers KW - Permeability KW - Fibre concrete PY - 2012 SN - 978-91-980098-1-1 SP - 513 EP - 516 PB - Royal Institute of Technology CY - Stockholm AN - OPUS4-27271 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogler, Nico A1 - Barthel, Maria A1 - Leinitz, Sarah A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Ludwig, H.-M. T1 - Nachweis der Funktionalität von modifizierten Betonpflastersteinen N2 - In urbanen Zentren schreitet die Versiegelung von Oberflächen voran. Ursache ist die stetige Zunahme moderner Infrastruktur. Straßen und Plätze heizen sich stärker auf und begünstigen die Entstehung von Hitzeinseln (Urban Heat Island Effect). Dies wirkt sich zunehmend negativ auf die Lebensqualität innerhalb dieser Städte aus. Einen möglichen Lösungsansatz zur Abschwächung dieses Effekts bietet die Entwicklung von Betonpflastersteinen mit erweiterten Leistungsmerkmalen. Der Einsatz von wasserspeichernden Materialien kann zur Verringerung der Oberflächentemperatur durch Ausnutzung von Verdunstungskälte einen Beitrag leisten. Die speziellen Anforderungen an die Pflastersteine bedürfen genauerer Untersuchungen, wobei diese über den Umfang der Standardprüfungen hinausgehen und eine entsprechende Anpassung der Messtechnik zum Nachweis der Wirksamkeit erforderlich machen. Da die selbstkühlenden Pflastersteine nach dem Prinzip der Verdunstung arbeiten, ist sowohl die Fähigkeit der Speicherung als auch die Fähigkeit zur kontinuierlichen Abgabe von Wasser nachzuweisen. Der kühlende Effekt in Bezug auf Oberfläche und Umgebung steht dabei im Vordergrund. Des Weiteren sind Untersuchungen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen sowohl unter Laborbedingungen als auch im Freifeldversuch durchzuführen. Die Prüfung der Druckfestigkeit und der kapillaren Wasseraufnahme und des sind ebenfalls Bestandteil der umfangreichen Untersuchungen. Durch den Einsatz von thermischer Messtechnik sowie mechanischer Prüfungen und Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit ist es möglich eine Charakterisierung der Pflastersteine vorzunehmen und deren prinzipielle Funktionalität nachzuweisen. In diesem Beitrag werden die verschiedenen Möglichkeiten und die daraus resultierenden Ergebnisse vorgestellt und so Schlüsse zur Funktion und Anwendbarkeit von derartig modifizierten Betonpflastersteinen gezogen. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Modifizierte Betonpflastersteine KW - Dauerhaftigkeit KW - Temperaturverhalten PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 24-01 SP - 1-1331 EP - 1-1338 AN - OPUS4-34871 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Barthel, Maria A1 - Vogler, Nico A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Outdoor performance tests of self-cooling concrete paving stones for the mitigation of urban heat island effect N2 - Rising temperatures worldwide pose an increasing challenge for safe and healthy living conditions. Particularly inner cities have been affected by these environmental changes because of the materials used to build houses, streets and infrastructure. The most common building material is concrete. It shows a specific heat capacity, while the heat conductivity for Standard concrete is low. Thus, the use of concrete generates a high capacity of heat storage. In addition, extensive soil sealing also contributes to the temperature rise of inner city areas compared to their surroundings. To mitigate this so-called urban heat island effect, a self-cooling concrete paver was developed. This paver is able to store water. The evaporation of the water at elevated temperatures provides a cooling effect. This paper focuses on determination of this new paver’s capability to cool the surface and the surrounding. The new paver’s cooling Qualities were analysed in a series of laboratory tests. To prove the results outside of laboratory conditions, two fields (12 m × 8 m) with self-cooling and reference pavers were installed in Spain. This paper presents and discusses the results of the tests. Correlation between reduced surface temperature of the self-cooling concrete pavers and the air temperature is examined. KW - Urban heat island KW - Concrete paving stone KW - Self-cooling KW - Performance tests KW - Hitzeinsel KW - Betonpflasterstein KW - Selbstkühlend KW - Nachweis der Wirksamkeit PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.1080/14680629.2016.1163282 SN - 1468-0629 SN - 2164-7402 VL - 18 IS - 2 SP - 453 EP - 463 AN - OPUS4-35741 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Maria A1 - Rübner, Katrin T1 - Prüfung puzzolanischer Eigenschaften von Reststoffen aus industrieller Abwasseraufbereitung und Verbrennungsprozessen T2 - GdCH-Tagung Bauchemie CY - Kassel, Deutschland DA - 2014-10-06 PY - 2014 AN - OPUS4-32047 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -