TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Voland, Katja A1 - Meng, Birgit ED - Ludwig, H.-M. T1 - AKR unter kombinierten Einwirkungen - Rissbildungs- und Transportmechanismen N2 - ln den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz verstärkt Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Die damit einhergehende oft drastische Reduzierung der Nutzungsdauer der Betonfahrbahndecke führte zu einer starken Intensivierung der Forschung auf diesem Gebiet. Zentraler Forschungsgegenstand war bisher neben der Suche nach geeigneten präventiven betontechnologischen Maßnahmen vor allem die Entwicklung performanceorientierter Prüfverfahren zur AKR-Prävention. Dabei wurden insbesondere die klimatischen Einwirkungen auf die Betonfahrbahndecke und der externe Alkalieintrag zeitraffend simuliert. Die zusätzlich interagierenden mechanischen Einwirkungen aus dem Verkehr fanden bisher keine Berücksichtigung. Vor diesem Hintergrund verfolgt die 2011 eingerichtete und 2015 um weitere drei Jahre verlängerte DFG-Forschergruppe 1498 u. a. das Ziel, den Einfluss einer mechanisch induzierten Vorschädigung (Ermüdungsbeanspruchung) auf den AKR-Schädigungsprozess zu klären. Die hierfür erforderliche Beschreibung der vielfältigen interagierenden Schädigungs- und Transportprozesse erfordert eine enge Verknüpfung von Experimenten mit einer mehrskaligen Modellierung. Die experimentelle Basis bildet die mechanische Vorschädigung (Ermüdung) großformatiger Balken aus einem Fahrbahndeckenbeton mit einem erhöhten AKR-Schädigungspotenzial. Aus diesen Balken werden nach der Ermüdungsbeanspruchung kleinformatige Probekörper gewonnen, an denen die Auswirkungen der mechanischen Vorschädigung auf das Betongefüge und die interagierenden Transport- und Schädigungsprozesse analysiert werden. Das Teilprojekt der SAM hat in diesem Kontext die Aufgabe, ganzheitlich die Rissbildungsprozesse und den interagierenden Eintrag bzw. Auslaugung der Alkalien von der mechanisch induzierten Vorschädigung bis zum AKR-Schädigungsprozess in enger Abstimmung mit den Forschungspartnern zu untersuchen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die Charakterisierung der Rissbildungsprozesse durch die mechanische Vorschädigung und ihrer Auswirkungen auf die interagierenden Transportprozesse. Das schließt die Vorstellung der hierfür angewandten innovative Prüftechniken und Prüfmethodologien ein. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Betonfahrdecke KW - Ermüdung KW - Transportprozess KW - Ultraschall KW - Schallemissionsanalyse KW - Computertomografie KW - Laser-induced breakldown spectroscopy PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 1 SP - 1 - 1461 EP - 1 - 1471 AN - OPUS4-34864 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - Innenhydrophobierung von Fahrbahndeckenbetonen als AKR-Vermeidungsstrategie N2 - An den vor allem vor 2006 errichteten Betonfahrbahndecken sind in den letzten Jahren vermehrt AKR-Schäden aufgetreten. Vor diesem Hintergrund wurde durch das BMVBS das ARS 04/2013 erlassen. Dieses wiederum sieht verbindlich im Vorfeld des Neubaus und der Erneuerung von Fahrbahndecken aus Beton im deutschen Bundesautobahnnetz einen Eignungsnachweis für die Gesteinskörnungen vor. Das hatte in den Folgejahren eine drastische Reduzierung der einsatzbaren Gesteinskörnungen zur Folge. Vor diesem Hintergrund wird in dem Beitrag die Leistungsfähigkeit der Innenhydrophobierung als neuartige AKR-Vermeidungsstrategie zur Nutzbarmachung grenzwertig alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen aufgezeigt. Dabei wird ein Einblick in die Ergebnisse zweier aufeinander aufbauender BASt-Forschungsvorhaben gegeben. Den Schwerpunkt bildet hierbei die Bewertung des Einflusses der Dosierung des Hydrophobierungsmittels auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften im Rahmen von Basisuntersuchungen im Labor. Aufbauend darauf wird das Prüfprogramm eines großmaßstäblichen Technikumsversuchs und der aktuelle Stand der Umsetzung aufgezeigt. T2 - 4. Forschungskolloquium Betonstraßenbau CY - Dresden, Germany DA - 19.01.2023 KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Betonfahrbahndecke KW - AKR-Vermeidung KW - Innenhydrophobierung PY - 2023 AN - OPUS4-56869 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Kühnel, Alena A1 - Fladt, Matthias A1 - Stelzner, Ludwig ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken im deutschen Bundesautobahnnetz N2 - Die Dauerhaftigkeit der Betondecke und deren Oberflächentexturierung bestimmen maßgebend das Ge-brauchsverhalten von Betonfahrbahnen. Der Beitrag zeigt die Leistungsfähigkeit der Innenhydrophobierung als neuartige AKR-Vermeidungsstrategie zur Sicherstellung der geplanten, normativen Nutzungsdauer, auch unter Verwendung grenzwertig alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen, auf. Zusätzlich wird eine neuartige Prüfmethodik zur in situ Verfolgung der 3D-Texturveränderungen auf einem erneuerten BAB-Abschnitt mit Grindingtextur vorgestellt. Diese beeinflussen maßgebend die Griffigkeit und die Reifen-Fahrbahn-Geräusche. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Betonfahrbahnen KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Innenhydrophobierung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613184 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 232 EP - 243 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61318 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittrich, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weise, Frank ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Tunnelbrand – Abplatzverhalten von normalfesten Betonen mit verschiedenen klinkereffizienten Zementen N2 - Zur Verminderung der CO2-Emissionen der Bauindustrie gewinnen klinkereffiziente Zemente immer mehr an Bedeutung und werden vermehrt in Ingenieurbauwerken eingesetzt. Das brandinduzierte Abplatzverhalten von Betonen mit diesen Zementen ist allerdings nur bedingt bekannt und ist u.a. im Tunnelbau von hoher Bedeutung. Im Zuge dessen, wurden normalfeste Betone mit vier verschiedenen Zementen (CEM I, CEM II/A-LL, CEM III/A und CEM II/B-Q) auf ihr brandinduziertes Abplatzverhalten untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Betone mit klinkereffizienten Zementen zu stärkeren Abplatzungen neigen. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Verminderung CO2-Emissionen KW - Brandinduziertes Abplatzverhalten KW - Klinkereffiziente Zemente PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613215 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 253 EP - 262 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61321 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Recknagel, Christoph A1 - Pittrich, Tim A1 - Neugum, Tim A1 - Hering, Marcus A1 - Fiedler, Georg A1 - Thiele, Marc A1 - Simon, Patrick A1 - Maack, Stefan T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 5: Bauteile und Bauwerke N2 - Ein weiterer Fokus des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) lag auf den Bauteil- und Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurde hier ein Einblick in die Forschungsaktivitäten in den BAM-Themenfeldern „Infrastruktur“ und „Energie“ gegeben. Thematisch wird dabei der Bogen von der Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken über die Extrembeanspruchung von Bauteilen und Bauwerken mittels Brand und Impact bis zum Bauwerksmonitoring und der Zustandsanalyse von Bestandsbauwerken gespannt. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken KW - Alkali-Kieselsäurereaktion KW - Brand Impact KW - Bauwerksmonitoring PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 138 EP - 140 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63071 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - Analyse des Tausalzeintrages in Fahrbahndeckenbetone im Kontext der Alkali-Kieselsäure-Reaktion N2 - In den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz (BAB-Netz) vermehrt AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die zum Teil zu einer Halbierung ihrer geplanten Nutzungsdauer von 30 Jahren führte. Ursächlich hierfür ist die Verwendung alkaliempfindlicher Gesteinskörnung, die bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasser infolge der Exposition der Fahrbahndecke und dem alkalischen Milieu durch den Einsatz alkalireicher Portlandzemente bei der Betonherstellung zu einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) führt. Zusätzlich wird der AKR-Schädigungsprozess in Betonfahrbahndecken durch den externen Tausalzeintrag (primär NaCl) im Winter begünstigt. Vor diesem Hintergrund kommt der Ermittlung des Tausalzeintrags in den Fahrbahndeckenbeton eine große Bedeutung zu. Die Analyse des Tausalzeintrags erfolgte bisher ausschließlich nasschemisch an gemahlenen Bohrkernsegmenten. Nachteilig ist hierbei die fehlende differenzierte Betrachtung des Natriumgehaltes im Zementstein und in der Gesteinskörnung. Der alternative Einsatz von LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy) eröffnet in diesem Kontext neue Möglichkeiten. So wird in diesem Beitrag an Hand von Bohrkernen aus einem AKR-geschädigten BAB-Abschnitt exemplarisch die Vorgehensweise bei der LIBS-Analyse zur Ermittlung der Na- und interagierenden Cl-Verteilung an vertikalen Schnittflächen des Bohrkerns aufgezeigt. Da der Tausalzeintrag primär über den Zementstein erfolgt, wurde der verfälschende Na-Grundgehalt der Gesteinskörnung mittels Zementsteinkriteriums (Nutzung unterschiedlichen Ca-Gehalts in Zementstein und Gesteinskörnung) eliminiert. Vergleichend durchgeführte Cl-Mappings mit Mikroröntgenfluoreszenzanalyse (MRFA) belegen die Güte der durchgeführten LIBS-Messungen. Aber auch bei der Verifizierung der Übertragbarkeit der Ergebnisse der zum Ausschluss reaktiver Gesteinskörnung bei Neubau und Erneuerung im BAB-Netz eingesetzten Performanceprüfungen mit externem Alkalieintrag auf Praxisverhältnisse hat sich das LIBSVerfahren bewährt. So wurde festgestellt, dass die mit NaCl-Lösung beaufschlagten Laborprüfkörper aus einem repräsentativen Fahrbahndeckenbeton bei der Klimawechsellagerung (KWL) über ihre gesamte Höhe von 10 cm einen Eintrag von Na und Cl erfahren. Weiterhin konnte im Gegensatz zu bisherigen Annahmen erstmals mit LIBS und Nasschemie gezeigt werden, dass die Frost-Tauwechsel-Phase bei der KWL zu keinem erhöhten Tausalzeintrag führt. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2018 CY - Berlin, Germany DA - 15.02.2018 KW - Baustoffe KW - Betonfahrbahndecken KW - AKR KW - Tausalzeintrag KW - LIBS KW - MRFA KW - Nasschemie KW - Klimawechsellagerung PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-446499 AN - OPUS4-44649 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Weise, Frank A1 - Meng, Birgit A1 - Rogge, Andreas T1 - Vom Baustoff zum sicheren Bauwerk: Einsatz der Schallemissionsanalyse in der Bauabteilung der BAM N2 - Seit 2006 wird die Schallemissionsanalyse (SEA) in der Abteilung 7 Bauwerkssicherheit der BAM genutzt, um Gefügeveränderungen in Betonen zu untersuchen. Dabei haben sich bis heute im Wesentlichen folgende vier Forschungsbereiche herauskristallisiert: Hydratation Während der Hydratation von Beton ist eine ausgeprägte Schallemissionsaktivität zu beobachten, anhand derer der Hydratationsverlauf nachvollzogen werden kann. Zur Aufklärung der Quellmechanismen der Schallemissionen besteht noch weiterer Forschungsbedarf. Des Weiteren kann mit Hilfe der SEA die frühe Rissbildung in Betonen, hervorgerufen durch autogenes oder plastisches Schwinden, analysiert werden. Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) Bei der AKR handelt es sich um eine Reaktion alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen mit den Alkalien des Betons bzw. mit extern, z.B. durch Tausalze, zugeführten Alkalien. Dabei werden um die oder in der Gesteinskörnung quellfähige Gele gebildet, die zu einer völligen Zerstörung des Gefüges führen können. Mit der SEA können die Rissbildung detektiert und somit die Schädigungsphasen im Verlauf der AKR identifiziert werden. Brandverhalten Unter Brandeinwirkung platzt die Oberfläche gefügedichter Hochleistungsbetone explosionsartig ab. Um dies zu verhindern und somit den Feuerwiderstand von Bau-teilen aus Hochleistungsbeton zu erhöhen, werden dem Beton Polypropylenfasern beigemischt. Das Schmelzen der Fasern bei einer Temperaturerhöhung trägt zu einer erhöhten Mikrorissbildung bei, die einen Spannungsabbau ermöglicht. Die SEA konnte erfolgreich eingesetzt werden, um diesen Wirkmechanismus der Fasern nachzuweisen und weiter aufzuklären. Ermüdungsverhalten Durch die hohen zyklischen Lasten, für die Türme und Fundamente von Windkraft-anlagen ausgelegt werden müssen, gewinnen gesicherte Kenntnisse über das Ermüdungsverhalten von Betonen an Bedeutung. Mit der SEA ist es bei hochzyklischen Belastungsversuchen an Betonen möglich, den Schädigungsgrad im Verlauf der Beanspruchung zu bestimmen. Die Schallemissionsaktivität eignet sich als Kriterium, um die Versuche bei vorab definierten Schädigungsgraden zu unterbrechen und so Proben für weitergehende Untersuchungen zu gewinnen. Diese Ergebnisse sollen perspektivisch für Überwachungssysteme für Betonbauwerke unter zyklischer Beanspruchung genutzt werden. T2 - 19. Kolloquium Schallemission - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse CY - Augsburg, Germany DA - 12.09.2013 KW - Bauwerkssicherheit KW - Schallemissionsprüfung KW - Beton KW - Hydratation KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Brandverhalten KW - Ermüdungsverhalten PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-300290 SN - 978-3-940283-51-1 N1 - Serientitel: DGZfP-Berichtsband – Series title: DGZfP-Berichtsband IS - 142 SP - 1 EP - 12 (Beitrag 10) PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-30029 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Przondziono, R. A1 - Timothy, J.J. A1 - Nguyen, M. A1 - Weise, Frank A1 - Breitenbücher, R. A1 - Meschke, G. A1 - Meng, Birgit T1 - Vorschädigungen in Beton infolge zyklischer Beanspruchungen und deren Auswirkung auf Transportprozesse im Hinblick auf eine schädigende AKR N2 - Auf Grundlage der Zielsetzung der Forschergruppe 1498 beschäftigt sich dieser Beitrag mit den Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Belastung im Vierpunktbiegeversuch auf das Transportverhalten in Betongefüge. Hierzu wurde zunächst die Degradation des Mikrogefüges mittels Ultraschallmessungen sowie rissmikroskopischen Untersuchungen an Dünnschliffen charakterisiert. Mit dem Ziel der numerischen Modellbildung wurden Untersuchungen zum Wassereindringverhalten durchgeführt. Es wurden u. a. das Wassereindringverhalten über die Zeit und der Einfluss von Vorschädigungen experimentell geprüft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zu den Einzelprozessen des Ionentransports in poröses Gefüge wurde ein mikromechanisches Mehrskalenmodell entwickelt, welches es ermöglicht, die Wirkung der Vorschädigung auf gekoppelte Feuchte- und Ionentransportprozesse vorherzusagen. Das Modell berücksichtigt die Topologie und räumliche Verteilung der Mikrorisse und deren Einfluss auf die Ionendiffusivität. Die numerische Simulation liefert bei anisotroper Verteilung der Mikrorisse eine erhöhte Alkali-Eindringtiefe. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- According to the goals of the research group 1498, this paper deals with the effects of cyclic flexural loading in a four-point bending test on the fluid transport processes within a concrete structure. Therefore, the degradation of the microstructure is characterized through ultrasonic wave measurements as well as microscopic crack analysis. In order to numerically model these processes, experiments on the penetration behavior of water into the concrete were carried out. The penetration behavior over time as well as the influence of degradation on the water transport were investigated. To predict the influence of concrete degradation on alkali diffusivity, a multi-scale continuum micromechanics model is incorporated into the numerical model, which accounts for the topology and the three-dimensional distribution of microcracks. As expected, the numerical simulation predicts larger alkali-penetration in pre-damaged concrete. Regarding the micro-crack distribution, an anisotropic distribution of micro-cracks tangential to the direction of the alkali and water flux increases their penetration depth. KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Baustoffe KW - Degradation KW - Ionentransport KW - Mikromechanik KW - Modellierung KW - Straßenbeton KW - Transportprozesse KW - Vorschädigung KW - zyklische Belastung KW - Korrosion KW - Versuche KW - Fahrbahn KW - Cyclic loading KW - Transport process KW - Schädigende AKR KW - ASR damage PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/best.201400095 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 110 IS - 1 SP - 3 EP - 12 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-33039 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittrich, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weise, Frank T1 - Fire-induced spalling of normal strength concrete with different types of blended Portland cement N2 - The cement industry is looking to reduce its overall CO2 footprint. Greener manufacturing can be achieved by the introduction of more clinker-reduced cements. Concrete exposed to fire tends to show explosive spalling caused by thermomechanical and thermohydraulic processes. It is therefore essential to determine how concretes with clinker-reduced cements behave under fire exposure, especially for concretes containing calcined clays, as these are expected to be the supplementary cementitious material of the future. In this paper, normal strength concretes with four different cements (CEM I, CEM II/A-LL, CEM III/A and CEM II/B-Q) were examined for their fire-induced spalling behaviour. In addition, a mix with PP fibres was investigated for each concrete. The experiments were conducted on ring-restrained cylindrical specimens exposed to the hydrocarbon fire curve. The results showed that the cement type influences spalling behaviour. Samples with CEM I spalled the least, followed by CEM II/A-LL and CEM III/A. Finally, samples with CEM II/B-Q showed the most severe damage. It was found that the spalling behaviour of different concretes correlates with the moisture content before exposure to fire, meaning that higher moisture content leads to higher spalling susceptibility. The use of 2 kg/m³ PP fibres completely inhibited spalling regardless of the cement type used and therefore remains a successful avoidance strategy. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - Fire-induced concrete spalling KW - Concrete KW - Blended Portland cement KW - SCM KW - PP-fibres PY - 2024 SN - 978-989-35292-2-5 DO - https://doi.org/10.30779/cmm_SIF24 VL - 1st Edition SP - 461 EP - 471 AN - OPUS4-60809 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Porzig, Ekkehard T1 - Zerstörungsarme Bauzustandsanalyse selbsttätig vorgespannter Stahlbetonfachwerkträger im Flughafen Berlin-Tempelhof N2 - - einer der größten zusammenhängenden Gebäudekomplexe in Europa - Anfang der dreißiger Jahre von Prof. Sagebiel geplant, 1936 Baubeginn, heute zu 70%fertiggestellt - steht heute wegen großer verkehrs- und baugeschichtlicher Bedeutung unter Denkmalschutz - in Abfertigungshalle befindliche Fachwerkträger mit selbsttätiger Vorspannung zeigen Anfang des Spannbetonbaus - ab 1997 Überarbeitung des Nutzungskonzeptes der Räume über den Fachwerkträgern durch Berliner Flughafengesellschaft - Erfordernis der Abschätzung der Tragfähigkeit der Fachwerkträger T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose - Praktische Anwendungen Zerstörungsfreier Prüfungen CY - Munich, Germany DA - 21.01.1999 KW - Fachwerkträger KW - Mechanische Kennwertermittlung KW - Vergleichsstahlproben PY - 1999 AN - OPUS4-36517 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -