TY - CONF A1 - Gardei, André A1 - Drabetzki, Philipp T1 - Probenpräparation für LIBS-Messungen - ein häufig unterschätztes Thema N2 - Die Probenpräparation ist ein Teil im Prozess der Baustoffuntersuchung und muss dementsprechend sorgfältig geplant werden. Die Probenpräparation ist letztendlich der Grundstein für alle folgenden Untersuchungen, somit wirken sich alle hier getroffenen Entscheidungen direkt auf die Qualität der Ergebnisse aus. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose CY - Berlin, Germany DA - 15.02.2018 KW - Probenpräparation KW - LIBS PY - 2018 AN - OPUS4-44656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rachmatulin, Natalia A1 - Gardei, André A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit A1 - Süßmuth, J. A1 - Gerdes, A. T1 - Funktionalisierung von Polymerfasern - ein Beitrag der Tensidchemie für dauerhafte zementgebundene Werkstoffe N2 - Im Gegensatz zur Druckfestigkeit weisen zementgebundene Werkstoffe i. a. nur geringe Zugfestigkeiten auf. Ein Weg, Zugfestigkeiten zementgebundener Werkstoffe zu erhöhen und Rissbildung aufgrund von Zugspannungen zu verringern, besteht in der Einarbeitung von Fasern, die diese Spannungen aufnehmen. Häufig eingesetzt werden Stahlfasern, obwohl synthetische Polymerfasern leichter und meist beständiger gegenüber chemischen Angriffen und Korrosion sind. Die Polymerfasern zeigen allerdings meist einen deutlich schwächeren Haftverbund, was an der hydrophoben Faseroberfläche liegt. Um nun eine Anbindung der Fasern an die mineralische Matrix zu erreichen, müssen die Faseroberflächen modifiziert werden, ohne dass die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Eine Herausforderung besteht somit in einer Oberflächenmodifikation durch eine schonende Behandlung der Fasern zur Erzeugung von anbindungsfähigen Gruppen. Durch eine Behandlung von modifizierten Fasern mit geeigneten Polymerlösungen werden die Oberflächeneigenschaften verändert und erlauben eine Anbindung an die Zementsteinmatrix. Der Einsatz von Tensiden als grenzflächenaktive Verbindungen ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Vermittlung zwischen Polymeroberflächen und mineralischen Werkstoffen. T2 - HighTechMatBau CY - Berlin, Germany DA - 31.01.2018 KW - Zementgebundene Baustoffe KW - Lichtmikroskopie KW - Röntgen-3D-Computertomographie KW - Einzelfaserdurchzugsversuch KW - Windkanal KW - Fasermodifikation KW - Oberflächenfunktionalisierung KW - Grenzflächenaktive Verbindung PY - 2018 AN - OPUS4-44652 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rachmatulin, Natalia A1 - Gardei, André A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit A1 - Süßmuth, J. A1 - Gerdes, A. A1 - Ballschuh, D. A1 - Seibt, H. T1 - Funktionalisierung von Polymerfasern - ein Beitrag der Tensidchemie für dauerhafte zementgebundene Werkstoffe T2 - HighTechMatBau Neue Materialien im Bauwesen - Tagungsband mit Beiträgen zur Konferenz vom 31. Januar 2018 in Berlin N2 - Im Gegensatz zur Druckfestigkeit weisen zementgebundene Werkstoffe i. a. nur geringe Zugfestigkeiten auf. Ein Weg, Zugfestigkeiten zementgebundener Werkstoffe zu erhöhen und Rissbildung aufgrund von Zugspannungen zu verringern, besteht in der Einarbeitung von Fasern, die diese Spannungen aufnehmen. Häufig eingesetzt werden Stahlfasern, obwohl synthetische Polymerfasern leichter und meist beständiger gegenüber chemischen Angriffen und Korrosion sind. Die Polymerfasern zeigen allerdings meist einen deutlich schwächeren Haftverbund, was an der hydrophoben Faseroberfläche liegt. Um nun eine Anbindung der Fasern an die mineralische Matrix zu erreichen, müssen die Faseroberflächen modifiziert werden, ohne dass die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Eine Herausforderung besteht somit in einer Oberflächenmodifikation durch eine schonende Behandlung der Fasern zur Erzeugung von anbindungsfähigen Gruppen. Durch eine Behandlung von modifizierten Fasern mit geeigneten Polymerlösungen werden die Oberflächeneigenschaften verändert und erlauben eine Anbindung an die Zementsteinmatrix. Der Einsatz von Tensiden als grenzflächenaktive Verbindungen ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Vermittlung zwischen Polymeroberflächen und mineralischen Werkstoffen. T2 - HighTechMatBau CY - Berlin, Germany DA - 31.01.2018 KW - Zementgebundene Baustoffe KW - Lichtmikroskopie KW - Röntgen-3D-Computertomographie KW - Einzelfaserdurchzugsversuch KW - Windkanal KW - Fasermodifikation KW - Oberflächenfunktionalisierung KW - Grenzflächenaktive Verbindung PY - 2018 SN - 978-3-7388-0082-1 SP - 31 EP - 35 PB - Fraunhofer IRB Verlag CY - Stuttgart AN - OPUS4-44651 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Voigt, Marieke A1 - Gardei, Andre A1 - Meng, Birgit ED - di Prisco, M. ED - Meda, A. ED - Balazs, G.L. T1 - The adaption of the set-up for gas permeability measurements for ultra-high performance concrete T2 - Proceedings of the 14th fib PhD symposium in Civil Engineering N2 - In the framework of this project, a steam pressure vessel was to be developed from ultra-high perfor-mance concrete (UHPC) to withstand process temperatures of 200 °C and the respective steam pressure of 15,5 bar. To guarantee the long-term water vapour tightness of the system, the permeability of two UHPC mixtures were tested after long-term cyclic autoclaving. As UPHC shows a high density and therefore low permeability, measurements after the RILEM-Recommendation (TC 116-PCD) reached their detection limit. Therefore, the measurement set-up was adapted to measure the permeability of highly dense UHPC more reliably and quickly. This adaption includes measurements in a higher pres-sure range, the change of sample size thickness and the usage of Ar as a medium compared with the RILEM Recommendation. Additionally, the system was equipped with two pressure sensors and Ar-flowmeters to guarantee a continuous record of the experimental parameters. The new system was tested and evaluated by comparing measurements with the RILEM recommended system. Preliminary results show that the adapted system is capable to provide efficient and reliable results of concrete with low permeability. T2 - 14th fib PhD Symposium in Civil Engineering CY - Rom, Italy DA - 05.09.2022 KW - Durability KW - UHPC KW - gas permeability PY - 2022 SN - 978-2-940643-17-2 SN - 2617-4820 VL - 58 SP - 353 EP - 359 AN - OPUS4-56862 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Gardei, André A1 - Hoppe, Johannes A1 - Meng, Birgit ED - Littmann, K. T1 - Funktionalisierung von Fasern für zementgebundene Materialien - ausgewählte Prüfmethoden T2 - 10. Kolloquium Industrieböden Fachtagung über stark beanspruchte Bodenkonstruktionen Tagungshandbuch 2020 N2 - Die geringe Zugfestigkeit von zementgebundenen Materialien kann durch die Zugabe von Fasern maßgeblich verbessert werden. Ziel eines gemeinsamen Verbundprojekts mit einem Industriepartner war die Erhöhung der Leistungsfähigkeit von kurzen Polymer- und Carbonfasern durch eine Verbesserung des Verbundes zwischen Faseroberfläche und Zementsteinmatrix. Von der IONYS AG wurde dazu eine spezielle Funktionalisierung entwickelt, die über eine Hydrophilisierung der Faseroberfläche eine chemische Anbindung an die Zementsteinmatrix gewährleistet. Aufgabe der BAM war es, die Effizienz der neuen Beschichtung bezüglich der Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit und der Reduzierung der Schwindrissbildung während der Erhärtungsphase zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalisierung die Neigung zur Schwindrissbildung für die Carbonfasern und in noch stärkerem Maße für die Polymerfasern reduziert. Eine Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit konnte dagegen nur für die deutlich steiferen Carbonfasern nachgewiesen werden. T2 - 10. Kolloquium Industrieböden CY - Esslingen, Germany DA - 03.03.2020 KW - Fibres KW - Cementitious materials KW - Shrinkage KW - Strain hardening PY - 2020 SN - 978-3-8169-3505-6 SP - 173 EP - 178 PB - expert Verlag GmbH CY - Tübingen AN - OPUS4-51915 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Gardei, André A1 - Meng, Birgit ED - Caprai, V. ED - Brouwers, H. J. H. T1 - Functionalization of fibres for cement-based materials - selected test methods T2 - Proceedings ICSBM 2019 N2 - The low tensile strength of cement-based materials can be improved by the addition of fibres. In a joint research project, an industrial partner designed special coatings for polymer and carbon fibres by integrating surfactants and hydrophilic compounds. Aim of the developed functionalization was to ensure an even coverage of the fibre surfaces and to anchor them chemically in the cement-based matrix. Task of the BAM was to quantify the effect of the improved bond. In a first step a workable mortar adjusted to the strength of the tested fibres was developed and the fibre distribution assessed by light microscopy and computed tomography. To test the new coating for its efficiency to prevent cracking during hardening and to improve the loadbearing behaviour new test setups were developed or existing methods were adjusted. The experiments showed that the functionalization leads to a reduction of the crack area measured after the exposure of the wet mortar to strong drying conditions in the wind channel. Regarding the Efficiency to mitigate shrinkage cracks the functionalisation turned out to be more efficient for fibres made from polyacrylonitrile (PAN) than for carbon fibres. An improvement of the tensile strength after cracking of the cementitious matrix could only be documented for the coated carbon fibres. It could be quantified, however, only in the three-point bending tests because the fibres turned out to be too brittle for the applied single fibre pull-through test. T2 - 2nd International Conference on Sustainable Building Materials CY - Eindhoven, Netherlands DA - 12.08.2019 KW - Fibres KW - Functionalization KW - Mortar KW - Computed tomography KW - Shrinkage PY - 2019 VL - 5 SP - 16 EP - 25 AN - OPUS4-49480 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - von Werder, Julia A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, André A1 - Fontana, P. A1 - Meng, Birgit T1 - Thermal and hydrothermal treatment of UHPC: influence of the process parameters on the phase composition of ultra-high performance concrete JF - Materials and Structures N2 - Several studies show that thermal and hydrothermal treatment can further improve the excellent properties of UHPC in terms of mechanical strength and durability. While for the thermal treatment the increase in strength is attributed to an intensified pozzolanic and hydraulic reaction, for the hydrothermal treatment previous studies accredited it mostly to the formation of tobermorite. In the presented study thermal and hydrothermal treatment of UHPC samples was systematically varied and the phase formation analysed related to the strength development of a reference sample cured for 28 days in water. For the thermal treatment the results show that the strength increase depends on the protection against desiccation and can be ascribed to an improved pozzolanic reaction of the siliceous fillers. To achieve a significant enhancement of strength, a pre-storage time of few days and a long dwell time at elevated temperature/pressure are required. For the hydrothermal treatment already heating the specimens up to 185 °C in saturated steam followed by an immediate cooling leads to a substantial increase in compressive strength. Pre-storage time did not affect the result as far as a minimum of several hours is guaranteed. The improved performance is due to an increase in the pozzolanic and hydraulic reaction. Surprisingly, tobermorite was only found within a very thin layer at the surface of the sample, but not in the bulk. Sulphate and aluminium stemming from the decomposition of the ettringite are bound in the newly formed phases hydroxylellestadite and hydrogarnet. KW - UHPC KW - Thermal treatment KW - Hydrothermal treatment KW - Compressive strength KW - Phase development KW - Durability KW - Tobermorite KW - Hydroxylellestadite KW - Hydrogarnet PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-523402 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-021-01633-w SN - 1871-6873 SN - 1359-5997 VL - 54 IS - 1 SP - Article 44 PB - Springer Nature AN - OPUS4-52340 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Müller, U. A1 - Hüsken, Götz A1 - Gardei, Andre T1 - Begutachtung Berliner Tuffsteinfassaden - Turmruine der Kaiser-Wilhelm-Gedächtniskirche und Charlottenburger Tor T2 - N.i.Ke. Schriftenreihe des Netzwerks zur interdisziplinären Kulturguterhaltung N2 - Am Ende des 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden auch in Berlin vermehrt Bauwerke mit einer Fassadenverblendung aus Eifeler Tuffsteinen errichtet. Die Eifeler Tuffsteine zeichnen sich aufgrund ihrer hohen Porosität einerseits durch eine gute Verarbeitbarkeit aus. Andererseits sind sie nur schwach gebunden und besitzen deshalb eine geringe Verwitterungsbeständigkeit. T2 - Workshop Kulturguterhaltung - Vom Dampfkessel zu Nanomaterialien CY - Berlin, Germany DA - 17.11.2021 KW - Fassade KW - Tuffstein KW - Schalenbildung PY - 2021 SN - 2567-1251 VL - 3 SP - 107 EP - 123 PB - Druckerei G. Bohm CY - Berlin AN - OPUS4-54461 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, Tanja A1 - Maier, Bärbel A1 - Fladt, Matthias A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, Andre A1 - Höhnel, Desirée A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit T1 - A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali-silica reaction JF - Advanced engineering materials N2 - Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide. The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented. KW - Mitigation strategies KW - Concrete KW - Damage analysis KW - Alkali silica reaction KW - Road pavement KW - Accelerated testing KW - Non-destructive testing KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2022052515100075090235 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101346 SN - 1527-2648 VL - 24 IS - 6 SP - 1 EP - 36 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -