TY - CONF A1 - Leinitz, Sarah A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Mota, Berta A1 - Crasselt, Claudia ED - Ludwig, H.-M. T1 - Einfluss der wässrigen Phase von Zementleim und Polycarboxylatethern auf die Rheologie und die frühe Hydratation von Zement N2 - Die Rheologie von fließfähigen zementären Systemen mit Fließmitteln wird durch eine Vielzahl parallel stattfindender Effekte beeinflusst. Zu diesen Effekten zählen Wechselwirkungen zwischen den Polymeren und Ionen in der Porenlösung, frühe Phasenbildung, zeitabhängige und kompetitive Adsorption zwischen anionischen Polymeren und Sulfationen, Bildung von Phasen in der Porenlösung sowie Morphologieänderungen an Partikeloberflächen. Die frühe Hydratation von Zement, die durch Lösungs- und Fällungsprozesse angetrieben wird, beeinflusst diese Effekte erheblich. Das permanente Ungleichgewicht der Porenlösung führt zu Veränderungen der Partikeloberflächen, welches widerum zur Folge hat, dass rheometrische Messungen dieser Zementleime anfällig für Streuungen sind. Um die Einflüsse aus der Zementhydratation zu minimieren, wurden die rheometrischen Untersuchungen mit Zement in Porenlösung durchgeführt. Die Experimente wurden mit verschiedenen Feststoffvolumenfraktionen durchgeführt und mit den Ergebnissen identischer Systeme mit Wasser anstelle von Porenlösung verglichen. Zusätzlich wurden die gleichen Systeme mit Zugabe von Polycarboxylatethern untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leime mit Wasser niedrigere Werte für Fließgrenze und plastische Viskosität aufweisen, als die Systeme mit Porenlösung. Während die Polymere eine Verminderung der Fließgrenze zur Folge hatte, war die Wirkung von Polymeren auf die plastische Viskosität vernachlässigbar. Zusätzlich wurde die frühe Hydratation unter Verwendung von Wärmeflusskalorimetrie, Rasterelektronenmikroskopie und Nadeleindringtiefe beobachtet. T2 - 20. Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 12.09.2018 KW - Rheologie KW - Polycarboxylatether KW - Zementleim KW - Fließmittel PY - 2018 SN - 978-3-00-059950-7 VL - 20 SP - 744 EP - 751 PB - F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde CY - Weimar AN - OPUS4-45973 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Alexander, Mark A1 - John, Vanderley T1 - Education for sustainable use of cement based materials N2 - Structural design and application have always been linked to the compressive strength of concrete as the main relevant criterion. This was justifiable in the past, where concrete consisted of water, ordinary Portland cement and aggregates, but this concept is no longer relevant for modern and more sustainable cement and concrete. Despite these new developments, existing standards, guidelines and academic curricula have not been much updated and are still used worldwide. There is a need to change this situation by proper education of the users. This overview describes the challenges that arise at a user Level from the higher complexity of modern concrete, and defines needs and requirements for enhanced applicability of sustainable concrete concepts. Furthermore, recommendations are given on how better concrete practice can be communicated to all the involved parties, from civil and design engineers to constructors and site-appliers on the construction site. KW - Cement KW - Concrete KW - Sustainability KW - Environment KW - Carbon footprint KW - Education KW - Climate PY - 2018 UR - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884616307189?via%3Dihub DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.08.009 SN - 0008-8846 SN - 1873-3948 VL - 114 SP - 103 EP - 114 PB - Elsevier AN - OPUS4-47673 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Mota, Berta A1 - Ramirez Caro, Alejandra T1 - Einfluss der gesteinskörnung auf die Rheologie von Beton N2 - Die meisten Einflüsse auf die Rheologie von Beton wirken auf sehr kleinen Skalenebenen. Einflussgrößen im Millimeter oder Zentimeterbereich sind im Wesentlichen auf den Sand und die Gesteinskörnung beschränkt. Letztere machen aber in den meisten Betonen 50 %-70 % des Gesamtvolumens aus, was bei Untersuchungen zur Steuerung der Verarbeitungseigenschaften von Beton häufig vernachlässigt wird. Während Betonzusatzmittel und Zusatzstoffe bei geeigneter Wahl die Rheologie sehr gezielt beeinflussen können, eignen sich Sand und Gesteinskörnung weniger gut zur Steuerung der Rheologie, aber sie tragen zur Rheologie des Gesamtsystems bei. Hierbei können Effekte aus Sand und Gesteinskörnung die Effekte von Zusatzmitteln und Zusatzstoffen überlagern und im ungünstigsten Falle sogar nahezu unwirksam machen. Deshalb sollten Ergebnisse zur Verarbeitbarkeit von Bindemittelsystemen nur mit großer Sorgfalt auf Beton übertragen werden. Es ist wichtig, den Einfluss des Sandes und der Gesteinskörnung besser zu verstehen, um diese so abzustimmen, dass sie Effekte aus Fließmitteln positiv ergänzen anstatt diesen entgegenzuwirken. Durch eine gezielte Abstimmung lassen sich Kosten wirksam sparen. KW - Gesteinskörnung KW - Rheologie KW - Fließgrenze KW - Viskosität KW - Beton PY - 2018 VL - 3 SP - 42 EP - 51 PB - ad-media GmbH CY - Köln AN - OPUS4-47044 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Leinitz, Sarah A1 - Mota, Berta A1 - Crasselt, Claudia ED - Liu, Jiaping ED - Wang, Ziming ED - Holland, Terence ED - Huang, Jing ED - Plank, Johann T1 - Influence of the aqueous phase of cement paste on the rheology in the presence of PCE N2 - The paper presents rheometric results and hydration curves for cementitious systems based on cement mixed with different aqueous phases at solid volume fraction of  = 0.45. The varied aqueous phases were deionized water, limewater, the filter residue of a cement paste mixed at w/c = 2.0, and the filtrate of cement paste at solid volume fraction of 0.45. Each cementitious system provided different amounts and sizes of particles formed in the aqueous phase. The pastes were observed with and without polycarboxylate ether based superplasticizer. It was observed that the presence of particles causes higher PCE saturation dosages to achieve a minimum value, but the minimum value is only affected in the case of large particles. In all cases with and without PCE, the presence of small particles causes increased plastic viscosity. In addition, with decreased number and size of hydrates in the aqueous phase the hydration was retarded, which was specifically pronounced in the presence of PCE KW - Aqueous phase of cement paste KW - Polycarboxylate ether KW - Rheology KW - Yield stress KW - Plastic viscosity KW - Heat of hydration KW - Syngenite KW - Solid volume fraction PY - 2018 SN - 978-1-64195-029-9 SP - SP-329-34, 428 EP - 443 PB - American Concrete Institute CY - Farmington Hill, Michigan AN - OPUS4-47107 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Shamsuddoha, Md A1 - Hüsken, Götz A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Baeßler, Matthias T1 - Ternary mix design of grout material for structural repair using statistical tools N2 - Repair is an indispensable part of the maintenance of structures over their lifetimes. Structural grouting is a widely used remediation technique for concrete components, trenches, mine subsidence, dam joints, restoration of masonry structures, and geological stabilizations. A structural grout system should be injectable in narrow spaces and hence include ingredients with finer particles. Ultrafine cements are ideal for these type of demanding grouts due to their superior properties compared to that of the less expensive, but coarser ordinary Portland cement (OPC). Supplementary cementitious materials (SCMs) are often used to replace OPC clinker based binder in order to modify certain properties and to reduce costs. The most commonly used SCMs are fly ash (FA), and ground granulated blast furnace slag (GGBS). For various special applications microsilica (MS), and metakaolin (MK) are also used. Identifying the optimum replacement contents of OPC by SCMs are a challenge during the design of such grouts. The aim of this experimental study is to investigate the effect of the selected SCMs (FA, MS and MK) on the slump flow, time of efflux, viscosity, shrinkage, and compressive and flexural strength of ultrafine cement based grouts with constant water-binder ratio and superplasticizer content. The test program was formulated using Box-Behnken design principles. Maximum percentages of replacement with ultrafine cement was 6% by volume of cement for MS and 16% for FA, and MK. The results suggest that most investigated grouts have the potential to be used for structural applications. The appropriate quadratic models are then formulated through statistical tools and presented as response surfaces. The trends indicate that fly ash improves the rheological properties, whereas microsilica and metakaolin positively affect shrinkage and mechanical properties to some extent. Based on the influence of SCMs and priorities among the properties, Decision Matrix Analysis (DMA) is carried out to select the most suitable ones among the SCMs. The analysis suggests that microsilica and fly ash are more suitable as SCMs than metakaolin without affecting the properties. KW - Grouting KW - Microsilica KW - Fly ash KW - Metakaolin KW - Workability KW - Viscosity KW - Strength KW - Mix design KW - Box-Behnken KW - Decision matrix analysis PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.156 SN - 0950-0618 SN - 1879-0526 VL - 189 SP - 170 EP - 180 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-45922 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Ramirez Caro, Alejandra A1 - Sojref, Regine A1 - Mota Gassó, Berta ED - Greim, M. ED - Kusterle, W. ED - Teubert, O. T1 - Contribution of the coarse aggregates to rheology - effects of flow coefficient, particle size distribution, and volume fraction N2 - In order to observe the effect of the aggregate phases between 2 mm and 16 mm without overlap with rheological effects induced by the cement hy-dration and without interactions with a threshold fine sand particle size that affects both, paste and aggregates, rheological experiments were conducted on a limestone filler based paste mixed with aggregates up to 16 mm. Vari-ous aggregate fractions were blended and mixed with the replacement paste in different volumetric ratios. The dry aggregates’ flow coefficients were determined and compared to yield stress and plastic viscosity values at different aggregate volume fractions. The results indicated that the flow coefficient is not a suitable parameter to predict the performance of the aggregates in the paste. It was shown that the yield stress of pastes is largely determined by the blend of different aggregate fractions, while the plastic viscosity to large extend depends upon the coars-est aggregate fraction. Based on the results, ideal aggregate composition ranges for minimised yield stress are presented. For the plastic viscosity no such grading curves to achieve minimum values could be found, but high viscosity curves are identified. KW - Rheology KW - Flow Coefficient KW - Particle Size Distribution KW - Volume Fraction KW - Cement KW - Concrete KW - Reference Material KW - Limestone Filler PY - 2018 SN - 978-3-7469-1878-5 SP - 96 EP - 108 PB - tredition GmbH CY - Hamburg AN - OPUS4-44434 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Leinitz, Sarah A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Assessment of rheological effects in the binder on the rheology of mortar and concrete N2 - In the last years flowable concrete has become increasingly important in applications such as, for systems with highly reinforced concrete with a complicated formwork, or sprayed concrete and 3D-printing of concrete. For all these applications it is necessary to have tailored rheological properties. Rheology can be described by values of yield stress and plastic viscosity, which can be determined for example by evaluation of rheometer measurements. But for different materials various rheometers with different geometries and stirrers are being used. To see the effects from paste in concrete, it is necessary to investigate mixes of paste, mortar and concrete, stepwise. But currently there exists no device, which is calibrated for these different systems at once. Due to this fact, conventional tests such as V-funnel efflux-time and flow diameter were determined, as well as rheometer data in different cell sizes and geometries. In this study the assessment of rheological effects in the binder on the rheology of mortar and concrete was investigated by using combination of two rheometers. T2 - Rheologische Messungen an Baustoffen 2018, 27. Workshop und Kolloquium CY - Regensburg, Germany DA - 07.03.2018 KW - Rheology KW - Cement KW - Mortar KW - Upscaling KW - Superplasticizer PY - 2018 SN - 978-3-7469-1878-5 VL - 27 SP - 109 EP - 111 PB - tredition GmbH AN - OPUS4-44444 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ramirez Caro, Alejandra A1 - Pauli, Jutta A1 - Mota, Berta A1 - Crasselt, Claudia A1 - Artemeva, Elena A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Resch-Genger, Ute T1 - A Spectroscopic Study of the Superplasticizer Effect on Early Cement Hydration N2 - Organic/inorganic mixtures were prepared from ordinary Portland cement (OPC), water (w/c 0.22), a fluorescent dye in aqueous solution (stable at alkaline pH; BAM-I), and two different comb shape polycarboxylates (PCEs), i.e., high charge (PCE-HC) and low charge (PCE-LC), respectively. Rheological and calorimetric measurements were performed prior to optical studies in order to select PCE concentrations. Absorption and fluorescence spectroscopy of the system OPC + BAM-I (CBAM-I) revealed maxima of dye BAM-I located at 645 nm and 663 nm, respectively. In presence of PCE-HC and PCE-LC, these mixtures displayed a small red shift in reflectance and a faster decrease in intensity compared to studies with CBAM-I; however, only slight differences were observed between the different PCEs. With time, all systems exhibited a decrease in intensity of BAM-I in absorption/reflectance and emission. This could be caused by dye adsorption and possibly decomposition when in contact with cement particles or hydration products. T2 - The Sixth International Symposium on Nanotechnology in Construction (NICOM6) CY - Hong Kong, China DA - 02.12.2018 KW - Cement KW - Optical Spectroscopy KW - Dye KW - Hydration PY - 2018 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-49378 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Mota, Berta A1 - Ramirez Caro, Alejandra T1 - The action of aggregates on concrete rheology N2 - Most factors acting on concrete rheology work at an extremely small-scale level. Influencing factors in the millimetre or centimetre area are essentially restricted to sand and aggregates. The latter, however, make up 50 to 70% of the total volume of most concretes – a fact often ignored in research on controlling concrete processing properties. Whereas suitably chosen concrete admixtures and additives can influence rheology in a very targeted manner, sand and aggregates are less suitable for controlling rheology but nonetheless contribute to the rheology of the Overall system. The actions of sand and aggregate can impose themselves upon the actions of admixtures and additives and, in unfavourable circumstances, even render them redundant. For this reason, any results concerning the processability of binding agent systems can only be transferred to concrete with great care. It is important to better understand the action of sand and aggregates in order to be able to harmonise them in such a way that they complement the action of superplasticisers positively, instead of working against them. Savings on costs can also be made by this targeted fine-tuning. KW - Rheology KW - Aggregates KW - Viscosity KW - Yield stress KW - Concrete PY - 2018 VL - 3 SP - 42 EP - 49 PB - ad-media GmbH CY - Cologne AN - OPUS4-47045 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Olonade, Kolawole Adisa A1 - Tchetgnia Ngassam, Ines Leana A1 - Mbugua, Rose A1 - Athman Mwende, Carol A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Ludwig, Horst-Michael T1 - Pflanzenbasierte Betonzusatzmittel für Hochleistungsbeton N2 - Während für die Bauwirtschaft in den meisten Ländern der nördlichen Halbkugel die Instandhaltung bestehender Strukturen und Infrastruktur im Vordergrund steht, geht es in vielen Ländern der Südhalbkugel in der Hauptsache um die Schaffung von Bauwerken und Infrastruktur zur Verwirklichung angemessener Lebensbedingungen, was wiederum das schnelle Wirtschaftswachstum weiter befeuert. Beton ist als Massenbaustoff, trotz landläufig anderer Bewertung, aufgrund seines im Vergleich zu anderen Baustoffen günstigen CO2-Footprints und der globalen Verfügbarkeit hierbei aktuell ohne Alternative. Allerdings ist Beton nach Wasser das am zweithäufigsten genutzte Produkt auf Erden [1] und die globale Nachfrage und Produktion steigt dramatisch. Dies hat Konsequenzen für das globale Klima, denn gerade die als Bindemittel eingesetzten Portlandzemente verursachen bei ihrer Herstellung selbst unter modernsten Produktionsbedingungen große Mengen an CO2. Deshalb müssen für zukünftige nachhaltigere Technologien neuartige Betone entwickelt werden, die bei gleicher oder verbesserter Leistungsfähigkeit, einen geringeren Bedarf an Portlandzement aufweisen. Um den CO2-Ausstoß, der mit der Betonherstellung verbunden ist zu minimieren, müssen Anteile an Portlandzement im Bindemittel reduziert und durch nachhaltigere Ersatzstoffe ausgetauscht werden. Darüber hinaus muss das eingesetzte Bindemittel im Beton so effizient wie möglich ausgenutzt werden. Das heißt, ein Bauteil oder Bauwerk sollte gerade so viel Bindemittel enthalten, wie für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit erforderlich ist. Hierfür erscheint der Einsatz von leistungsfähigen bauchemischen Produkten unumgänglich. Diese können zum einen die veränderten Verarbeitungseigenschaften, die Zementersatzstoffe mit sich bringen, ausgleichen und gleichzeitig helfen, den Gesamtwassergehalt zu minimieren, so dass das Bindemittel seine maximale Leistungsfähigkeit erzielt. Fließmittel sind aktuell die wichtigsten Zusatzmittel für Beton. Sie reduzieren den Wasserbedarf und ermöglichen, Zement im Beton effizienter auszunutzen. Darüber hinaus sind Stabilisierer wichtig zur Erhöhung der Robustheit, insbesondere im Hinblick auf die bautechnischen Herausforderungen der Zukunft – vom Pumpen über weite Distanzen, dem Spritzen, dem Betonieren bei extremen Klimabedingungen bis hin zum 3D-Druck. T2 - ibausil CY - Weimar, Germany DA - 12.09.2018 KW - Bauchemie KW - Zusatzmittel KW - Rheologie KW - Polysaccharide KW - Akaziengummi KW - Triumfetta Pendrata A. Rich PY - 2018 SN - 978-3-00-059950-7 VL - 20 SP - 1-874 EP - 1-885 CY - Weimar AN - OPUS4-47048 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -