TY - JOUR A1 - Fontana, Patrick A1 - Meng, Birgit A1 - Hillemeier, B. T1 - Frühe autogene Verformungen von HPC - Beurteilung des plastischen Schwindens und spannungsinduzierender Verformungen durch Korrelation mit der Hydratationskinetik JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Der Einfluß der Mischungszusammensetzungen auf das frühe autogene Schwinden der Bindemittelmatrix von Hochleistungsbetonen wurde durch Korrelation mit der Hydratationskinetik untersucht. Durch die Analyse der Verformungsgeschwindigkeiten konnte eine Unterscheidung zwischen plastischen und spannungsinduzierenden Verformungen vorgenommen werden. T2 - 45. Forschungskolloquium des DAfStb CY - Wien, Österreich DA - 06.10.2005 KW - Hochleistungsbeton KW - Autogenes Schwinden KW - Hydratation KW - Porenstruktur PY - 2005 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 100 SP - 57 EP - 60 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-11177 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Huismann, Sven A1 - Weise, Frank A1 - Meng, Birgit A1 - Schneider, U. T1 - Transient strain of high strength concrete at elevated temperatures and the impact of polypropylene fibers JF - Materials and structures N2 - This paper presents the results of an experimental study on the transient strain of high strength concrete (HSC) under heating up to 750 °C and the impact of polypropylene (PP) fibers. Concerning this topic only few results are available in the literature and systematic investigations are missing. However, basic knowledge is necessary for the understanding of the internal damage processes in the material as well as for heated structures. The transient strain during heating can be separated in two basic components: the free thermal strain and the mechanical strain. They were experimentally determined exemplarily for one HSC. For the determination of the mechanisms of transient strain and particularly the influence of PP fibers different techniques were applied. In this context the monitoring of the microcracking was done for the first time with acoustic emission analysis in combination with ultrasonic measurements. This new approach helps fundamentally to explain the impact of PP fibers on free thermal strain and mechanical strain during heating up. Furthermore weight loss measurements were carried out to characterize the moisture transport. It was shown that the PP fibers cause an acceleration of the moisture transport in the temperature range from 200 to 250 °C which leads to drying shrinkage in opposite direction to the free thermal strain. Hence this paper is a contribution to the general understanding of the impact of PP fibers in HSC at high temperatures and emphasizes the important influence of PP fibers on the thermal and mechanical induced strain of HSC. KW - High strength concrete KW - Polypropylene fibers KW - Elevated temperatures KW - Transient strain KW - Acoustic emission KW - Ultrasound PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-011-9798-6 SN - 1359-5997 SN - 1871-6873 VL - 45 IS - 5 SP - 793 EP - 801 PB - Springer CY - Dordrecht AN - OPUS4-26029 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pistol, Klaus A1 - Weise, Frank A1 - Meng, Birgit T1 - Polypropylen-Fasern in Hochleistungsbetonen - Wirkungsmechanismen im Brandfall JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Bauteile bzw. Tragwerke aus Hochleistungsbetonen müssen in der Regel gegen brandinduzierte Abplatzungen mit geeigneten Maßnahmen geschützt werden, um einen ausreichenden Feuerwiderstand im Brandfall zu gewährleisten. Die bisher wirtschaftlich und technologisch sinnvollste Methode zur Verhinderung von explosionsartigen Betonabplatzungen im Brandfall ist die Zugabe von Polypropylen-Fasern. Die Wirksamkeit der Fasern konnte zwar empirisch gezeigt werden, es stellt sich allerdings die Frage, welche Mechanismen zur Verhinderung der Abplatzungen führen. Der vorliegende Beitrag fasst bisherige Theorien zur Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchten Hochleistungsbetonen zusammen und stellt eine innovative Methodologie zur Erforschung der mikrostrukturellen Prozesse vor. Die Ergebnisse zeigen, dass die nach dem Schmelzen und Zersetzen der Polypropylen-Fasern frei werdenden Mikrokanäle durch eine gleichzeitig einsetzende Mikrorissbildung netzartig verbunden werden. Die Mikrorissbildung ermöglicht somit den Abbau von Eigen- und Zwangsspannungen im Beton (mechanischer Effekt) und die Entstehung eines Transportwegesystems für den ausströmenden Wasserdampf (Permeationseffekt).--------------------------------------------------------------------------- Structural members and bearing structures of high performance concrete generally have to be protected against explosive spalling due to fire exposure to guarantee a sufficient fire resistance. Up to now, the economically and technologically most worthwhile method to prevent explosive spalling is the addition of polypropylene fibres. Though the effectiveness of the fibres could be shown empirically, the mechanisms preventing explosive spalling are still debatable. The present article summarizes the existing theories concerning the mode of action of polypropylene fibres in fire exposed high performance concretes and presents an innovative methodology for analysing the micro structural processes. The results show that due to the thermal decomposition of the polypropylene fibres micro channels are created and simultaneously connected due to a netlike micro crack formation. This enables the relief of internal stresses (mechanical effect) and the formation of a permeable transport system for the escaping water vapour (permeation effect). KW - Polypropylen-Fasern KW - Brandschutz KW - Structural fire protection KW - Computertomographie KW - Computed tomography KW - Hochleistungsbeton KW - High performance concrete KW - Messtechnik KW - Mikrorisse KW - Micro cracks KW - Polypropylen-Fasern KW - Polypropylene fibres KW - PP-Fasern KW - Prüfmethoden KW - Rasterelektronenmikroskopie KW - Scanning electron microscopy KW - Risse KW - Schallemissionsanalyse KW - Acoustic emission KW - UHPC KW - Baustoffe KW - Brandschutz KW - Versuche PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/best.201200024 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 107 IS - 7 SP - 476 EP - 483 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-26174 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Herbst, Tristan A1 - Meng, Birgit A1 - Rübner, Katrin T1 - Ganzheitliche Eignungsbewertung von Sekundärrohstoffen für den Einsatz in Beton JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Der Einsatz von Sekundärrohstoffen im Betonbau kann einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Ressourcenwirtschaft im Bauwesen leisten. Sekundärrohstoffe (Recycling-Baustoffe, RC-Baustoffe) finden bereits Anwendung als Roh- bzw. Brennstoffe in der Portlandzementklinkerherstellung, als Zementbestandteile, als Betonzusatzstoffe sowie als sekundäre Gesteinskörnungen in Beton. In einem Teilprojekt des DAfStb/BMBF-Verbundforschungsvorhabens 'Nachhaltig Bauen mit Beton' wurde das Einsatzpotenzial von Sekundärrohstoffen in Beton untersucht. Hierbei spielen sowohl technische als auch ökologische und ökonomische Fragestellungen eine wichtige Rolle. Vor diesem Hintergrund wurde eine Bewertungsgrundlage mit ganzheitlicher Betrachtung von Nachhaltigkeitsaspekten (Technik, Ökologie, Ökonomie) ausgearbeitet. Dieses Bewertungskonzept umfasst die vier Bewertungsschritte: I. Grundsätzliche Überlegungen, II. Vorteile für das nachhaltige Bauen, III. Alternative Bewertungswege und IV. Sensitivitätsanalysen. Das Bewertungskonzept wurde am Beispiel der bereits im Betonbau eingesetzten rezyklierten Gesteinskörnungen entwickelt.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Nowadays there are several applications of secondary mineral materials and residues. In the framework of the German research project 'Sustainable Building with Concrete', a concept to assess the applicability of already used and new secondary materials in concrete has been developed. It considers sustainability aspects and includes the following four assessment steps: I. Basic considerations, II. Advantages for sustainable construction, III. Alternative paths of application, and IV. Sensitivity analysis. Depending on changing technical, ecological and economic aspects, the assessment has to be performed for changed technical, ecological and economic conditions as necessity arises. KW - Nachhaltigkeit KW - Baustoffe KW - Betontechnologie KW - Sustainability KW - Sustainable evaluation KW - Holistic concept KW - Secondary materials KW - Secondary aggregates KW - Concrete KW - Allgemeines PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/best.201200025 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 107 IS - 8 SP - 533 EP - 539 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-26337 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Meng, Birgit ED - Wang, K. ED - Shah, S.P. ED - Khayat, K. T1 - Casting process improvement by optimization of mixture composition and high range water reducing agent modification T2 - SCC 2013 - 5th North American conference on the design and use of self-consolidating concrete (Proceedings) N2 - Since its invention in the early 1990’s, self-consolidating concrete has never become well established in the ready-mix sectors worldwide. The reason for this can be mainly found in the fact that the sophisticated compositions are sensitive against changing environments. This lack of robustness can be attributed to the interaction between cement hydration reaction and high range water reducing agent (HRWRA). Understanding the relevant mechanisms that control the initial flow performance as well as the flow retention helps optimizing SCC mixtures that perform either steadily in one specific environment or that perform largely similarly at steadily changing environments. This paper depicts how HRWRAs interact with clinker and hydration phases and discusses the important role of the charge density of a polycarboxylic HRWRA in the way the rheology is affected. Based on rheometric results and observations of the Vicat setting times, it is shown that increasing charge densities of the HRWRA and decreasing water to powder ratios (w/p) reduce the flow retention and have lesser retarding effect on the setting. Based on the discussion, optimization procedures for the mixture composition and the HRWRA modification are suggested to achieve optimized performance for varying environmental situations or highest robustness for specific conditions. T2 - SCC 2013 - 5th North American conference on the design and use of self-consolidating concrete CY - Chicago, IL, USA DA - 12.05.2013 KW - Polycarboxylate KW - Cement hydration KW - Adsorption KW - Mixture composition KW - Environmental conditions PY - 2013 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-28581 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Meng, Birgit A1 - Müller, Urs A1 - Garcia, O. A1 - Malaga, Katarina T1 - Performance of a new anti-graffiti agent used for immovable cultural heritage objects JF - International journal of architectural heritage : conservation, analysis, and restoration N2 - Cultural Heritage objects are in many cases invaluable and irrecoverable, therefore their protection is a prior goal. One threat arises by intentionally defacing such objects with graffiti. One possibility to face the imminent threat is the application of a surface protection in form of anti-graffiti systems (AGS). However, the knowledge about the performance and durability of AGS on substrates used for historical buildings is still fragmented. The goal of the presented study was to investigate the performance of a newly developed agent in comparison to a selection of commercial anti-graffiti agents on different substrates, which were used for historical buildings. Four commercial anti-graffiti agents with different chemical formulations were selected and tested with the new agent on different stone and brick substrates. The results showed clearly that AGS based on dense, water vapour impermeable coatings are not suitable to porous substrates such as sandstone, brick or porous limestone due to their impair of the hygric properties and the visual appearance of a substrate. The new agent could not completely reach the cleaning efficacy of the dense coatings but exhibited a much lower impact on the properties of the substrate and was therefore better compatible to historical surfaces. KW - Graffiti KW - Cultural Heritage KW - Anti-graffiti agent KW - Performance KW - Stone KW - Brick KW - Cleaning efficacy KW - Compatibility PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1080/15583058.2012.747116 SN - 1558-3058 SN - 1558-3066 VL - 8 IS - 6 SP - 820 EP - 834 PB - Taylor & Francis CY - Philadelphia, Pa., USA AN - OPUS4-28605 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ramge, Peter A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Meng, Birgit ED - Grantham, M. ED - Mechtcherine, V. ED - Schneck, U. T1 - Influence of selected aspects of the mixture proportioning on the performance of repair mortars T2 - Concrete solutions 2011 - 4th International conference on concrete repair (Proceedings) T2 - Concrete solutions 2011 - 4th International conference on concrete repair CY - Dresden, Germany DA - 2011-09-26 KW - Repair mortar KW - Concrete rehabilitation KW - Repair systems KW - Polymer cement concrete (PCC) KW - Sprayed polymer cement concrete (SPCC) PY - 2012 SN - 978-0-415-61-622-5 SP - 451 EP - 459 PB - Taylor & Francis CY - London AN - OPUS4-24567 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Meng, Birgit T1 - Optimierung der Robustheit von selbstverdichtendem Beton gegenüber Temperatureinflüssen JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Selbstverdichtender Beton verhält sich unter Temperatureinfluss anders als Normalbeton, da die Rheologie neben der fortschreitenden Hydratation zusätzlich durch die von der Zeit und dem Hydratationsfortschritt abhängige Adsorption von Fließmitteln beeinflusst wird. Anhand rheometrischer Betonversuche an SVB unterschiedlicher Entwurfskonzepte mit variierter anionischer Ladungsdichte im Fließmittel wird verdeutlicht, dass mehlkornreiche SVB bei niedrigen Temperaturen sehr robust sind, während bei hohen Temperaturen mehlkornärmere Entwürfe zu bevorzugen sind. Darüber hinaus wird gezeigt, wie sich unterschiedliche Fließmittelmodifikationen in bestimmten Temperaturbereichen verhalten. Anhand des Wasser-Feststoff-Verhältnisses und des Adsorptionsverhaltens von Fließmitteln werden die maßgeblichen Prozesse erläutert und Möglichkeiten für die Entwicklung robuster Mischungen für individuelle Temperaturbereiche aufgeführt.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Regarding the temperature dependent performance, self-compacting concrete (SCC) distinguishes from normal concrete, since its rheology does not only depend upon the hydration itself but supplementary upon the adsorption of superplasticizers, which is affected by the time and the hydration progress. Based on rheometric concrete investigations with different SCC mixture compositions and varied anionic charge densities of the superplasticizers, it is shown that SCC, which is rich in powder components, shows robust performance at low temperatures, while compositions with lower powder contents are favourable at high temperatures. Furthermore, the performance of different superplasticizer modifications at different temperature ranges is demonstrated. The relevant processes are explained by means of the water to powder ratio as well as the adsorption behaviour of superplasticizers, and options for the development of robust mixture compositions for individual temperature ranges are itemised. KW - Betontechnologie KW - Hochleistungsbeton KW - Praxis KW - Rheologie KW - Mischungsentwurf KW - Selbstverdichtender Beton KW - Fließmittel KW - Temperatur KW - Frischbetoneigenschaften KW - Robustheit KW - Baustoffe KW - Versuche PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1002/best.201200051 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 108 IS - 1 SP - 13 EP - 21 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-27699 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vasilic, Ksenija A1 - Meng, Birgit A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Roussel, N. T1 - Flow of fresh concrete through steel bars: a porous medium analogy JF - Cement and concrete research N2 - Although being a very promising area of concrete technology, computational modeling of fresh concrete flow is a comprehensive and time consuming task. The complexity and required computation time are additionally increased when simulating casting of heavily reinforced sections, where each single reinforcement bar has to be modeled. In order to improve the computation speed and to get closer to a practical tool for simulation of casting processes, an innovative approach to model reinforced sections is proposed here. The basic idea of this approach is to treat the reinforcement zone as a porous medium in which a concrete is propagating. In the present paper, the numerical implementation of this concept is described. A methodology allowing for the computation of the equivalent permeability of the steel bars network is suggested. Finally, this numerical technique efficiency is evaluated by a comparison with experimental results of model fluids casting in model formworks. KW - Fresh concrete (A) KW - Rheology (A) KW - Modeling (E) KW - Permeability (C) KW - Yield stress KW - Simulation KW - Flow of mortar KW - Flow of concrete PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.01.013 SN - 0008-8846 SN - 1873-3948 VL - 41 IS - 5 SP - 496 EP - 503 PB - Pergamon Press CY - New York, NY AN - OPUS4-25532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brockmann, T. A1 - Fontana, Patrick A1 - Meng, Birgit A1 - Müller, Urs T1 - Nanotechnologie im Bauwesen JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Zu den Zielen der Nanotechnologie gehört die Entwicklung, Produktion und Anwendung von Materialien und Werkstoffen mit völlig neuartigen Leistungsspektren. Für die Baupraxis und die Materialforschung lassen sich über den Einsatz der Nanotechnologie Ziele wie die Optimierung von Baustoffeigenschaften, Vermeidung von Schäden und neue Funktionalitäten definieren. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über mögliche Anwendungsbereiche der Nanotechnologie im Bausektor, wie z. B. zementgebundene Baustoffe, Außen- und Dachfassaden, Fenster und Verglasungen, Brandschutz, Inneneinrichtung und Infrastrukturbau. Zudem werden aktuelle Forschungsarbeiten mit nanowissenschaftlichem und nanotechnologischem Schwerpunkt im Bereich baustoffbezogener Materialien der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin vorgestellt. Die Forschungstätigkeiten beziehen sich zum einen auf die Modifikation der Hydratphasen in Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) und zum anderen auf die Weiterentwicklung von Anti-Graffiti-Systemen. KW - Nanotechnologie KW - Forschung und Entwicklung KW - UHPC KW - Anti-Graffiti PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1002/best.200800624 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 103 IS - 7 SP - 446 EP - 454 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-17731 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -