TY - JOUR A1 - Vogler, Nico A1 - Lindemann, Mathias A1 - Drabetzki, Philipp A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Alternative pH-indicators for determination of carbonation depth on cement-based concretes JF - Cement and Concrete Composites N2 - The most common method for determination of the carbonation depth is the sprayed application of indicator solutions, Phenolphthalein in particular. Since the aerosols of Phenolphthalein are suspected to be carcinogenic, efforts have been intensified to use alternative indicators for the determination of carbonation depth. The subject and aim of this research paper are to examine indicator solutions from Alizarin Yellow R, Thymol Blue and a Mixed Indicator. These indicator solutions are commercially available and are not suspected to be carcinogenic. For the purpose of this research, samples previously stored under accelerated carbonation conditions (1% CO2) were examined by thermogravimetric analysis (TGA) and examination of the pH value. Additionally, the electrolytic back-titration for determination of total CO2 amount was carried out comparatively to TGA. KW - Thermal analysis KW - Accelerated carbonation KW - pH-indicators KW - Concrete PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103565 VL - 109 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50458 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Priebe, Nsesheye Susan A1 - Vogler, Nico A1 - Sturm, Patrick A1 - Neubert, M. A1 - Schröder, H.-J. A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Hünger, K.-J. A1 - Gluth, Gregor T1 - Calcined brick clays and mixed clays as supplementary cementitious materials: Effects on the performance of blended cement mortars JF - Construction and Building Materials N2 - While calcined clays in general have been credited with a great potential to mitigate CO2 emissions related to cement production and consumption, calcined brick clays are currently understudied in this regard. In the present work, two brick clays, a low-grade kaolinitic clay, and a mixed clay composed of 50% brick clay and 50% low-grade kaolinitic clay were studied regarding transformations on calcination, and strength and durability performance as well as pore structure of mortars made with the blended cements. All calcined clays exhibited pozzolanic reactivity, with the performance of the brick clays inferior to the low-grade kaolinitic clay. However, the mixed clay performed very similar to the low-grade kaolinitic clay, which points to a viable option for optimal use of brick clays in cementitious systems. The carbonation resistance of the blended cement mortars was generally worse than that of the plain Portland cement mortar, as expected, but the former exhibited a significantly improved chloride penetration resistance. The latter improvement was due to pore structure refinement in the blended cement mortars, compared to the Portland cement mortar. KW - Brick clay KW - Illitic clay KW - Calcined clay KW - Blended cement KW - Supplementary cementitous materials PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120990 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. VL - 266 SP - 120990 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51362 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogler, Nico A1 - Gluth, Gregor A1 - Oppat, Klaus A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Christ, H.-J. T1 - Charakterisierung von Bauteiloberflächen mittels laserbasierter Rauigkeitsmessung T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2013 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis N2 - Die Charakterisierung von Oberflächen mittels optischer Technologien wird dank des ständigen Fortschritts bei der Entwicklung von Sensoren und Lichtquellen immer attraktiver. Die kommerziell erhältlichen Systeme werden dabei immer leistungsstarker, empfindlicher und genauer. Mit diesen Systemen ist es möglich, viele hundert Messpunkte innerhalb weniger Sekunden zu erfassen und auszuwerten. Dieser Fortschritt führt auch im Baubereich zu einer ständigen Weiterentwicklung und Verbesserung von Messmethoden und Systemen. So werden bereits standardisierte und angewandte Messprinzipien weiterentwickelt, den neuen Möglichkeiten angepasst und deren Anwendung auf neue Bereiche ausgeweitet. An der BAM ist es gelungen ein Messsystem zu entwickeln, mit dem Rautiefen von Bauteiloberflächen in Anlehnung an bereits standardisierte Verfahren bestimmt werden können. Mit dem Mer vorgestellten System können sowohl horizontale als auch vertikale, gewölbte und geneigte Oberflächen untersucht werden. Dank der Implementierung geeigneter Algorithmen entsprechen die vom System ausgegebenen Ergebnisse denen der seit Jahrzehnten mit den volumetrischen Messverfahren erzielten Ergebnisse. Vor allem bei der Instandsetzung von Bauwerken bringt das an der BAM entwickelte System erhebliche Vorteile, da es zukünftig auch möglich sein wird Wände und Decken genauer zu untersuchen. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2013 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis CY - Neu-Ulm, Germany DA - 28.11.2013 KW - Oberflächencharakterisierung KW - Rauigkeit KW - Optische Messtechnik KW - Lasertriangulation KW - Surface characterization KW - Surface roughness KW - Optical measurement techniques KW - Laser triangulation PY - 2013 SN - 978-3-514-00806-9 SP - 291 EP - 296 PB - Verlag Stahleisen AN - OPUS4-29989 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogler, Nico A1 - Gluth, Gregor A1 - Oppat, Klaus A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Charakterisierung von Bauteiloberflächen mittels Lasertriangulation bei der Instandsetzung T2 - 38. Dresdner Wasserbaukolloquium - Messen und Überwachen im Wasserbau und am Gewässer N2 - Die Funktionalität und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs- und Verstärkungssystemen an Bauwerken hängt in einem hohen Maß von der Beschaffenheit der Bauteiloberfläche ab. Als aussagekräftiger Parameter bei der Instandsetzung dient hierbei die Rauigkeit oder Rautiefe. Die Bestimmung der Rautiefe wird im Baubereich seit vielen Jahrzehnten unter Verwendung des Sandflächenverfahrens durchgeführt. Dieses volumetrische Messverfahren hat sich als robust und sehr praktikabel erwiesen. Es ist vergleichsweise einfach und ohne größeren Kostenaufwand umsetzbar. Dennoch weist es einige Schwächen in der Anwendung auf. Der größte Mangel ist die Beschränkung auf horizontale, trockene Oberflächen. Sowohl auf vertikalen, geneigten oder gekrümmten Oberflächen als auch „über Kopf1 lässt sich dieses Verfahren nicht anwenden. Bedingt durch verschiedene nationale Normen und unterschiedliche Anwendungsbereiche, weichen sowohl die zu verwendenden Prüfmittel als auch die zu ermittelnden Kenngrößen stark voneinander ab. Dies macht eine genaue Kenntnis über die verschiedenen Vorschriften und deren Inhalte notwendig. Ein weiterer Nachteil ist die, durch das Verfahren bedingte, starke Streuung über den „Prüfereinfluss“ in den zu erzielenden Ergebnissen. Untersuchungen zur Wiederholgenauigkeit ergaben Schwankungen von bis zu 20 Prozent in Abhängigkeit von Prüfer und Prüfvorschrift. An der BAM wurde deshalb ein automatisiertes Messsystem entwickelt, T2 - 38. Dresdner Wasserbaukolloquium CY - Dresden, Germany DA - 05.03.2015 KW - Instandsetzung KW - Rauigkeit KW - Optische Messtechnik KW - Oberflächencharakterisierung PY - 2015 SN - 978-3-86780-420-2 SN - 0949-5061 N1 - Serientitel: Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen – Series title: Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen IS - 53 SP - 445 EP - 454 AN - OPUS4-33604 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogler, Nico A1 - Gluth, Gregor A1 - Oppat, Klaus A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Charakterisierung von Bauteiloberflächen – Rautiefebestimmung mittels konventioneller und laserbasierter Verfahren T1 - Surface characterization of building elements - roughness measurements by conventional and laser-based methods JF - Bauingenieur N2 - Die Bestimmung der Rauheit von Bauteiloberflächen stellt eine wichtige Messaufgabe im Bauwesen dar. Vor allem bei der Betoninstandsetzung, im Straßenbau und bei der Herstellung von Stahlbeton-Halbfertigteilen ist die Rauheit – gemessen als Rautiefe – eine wichtige Kenngröße. Zurzeit werden Messungen der Rautiefe mittels volumetrischer Verfahren (Sandflächenverfahren) durchgeführt. Diese bereits seit mehreren Jahrzehnten angewandten Verfahren sind jedoch auf horizontale bzw. wenig geneigte und trockene Oberflächen beschränkt. Darüber hinaus hängen die erzielten Ergebnisse sehr stark von der angewandten Prüfvorschrift, den darin vorgeschriebenen Prüfmitteln und Geräten und dem jeweiligen Anwender ab. Als Alternative zu den volumetrischen Verfahren wurde an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ein automatisiertes, laserbasiertes Messverfahren entwickelt, mit dem Rautiefen von Bauteiloberflächen in Anlehnung an bereits standardisierte Verfahren bestimmt werden können. Der vorliegende Beitrag befasst sich zunächst mit den konventionellen Prüfverfahren, beschreibt die wichtigsten Zusammenhänge und zeigt die Grenzen dieser Methoden auf. Im zweiten Teil wird das an der BAM entwickeltes Messsystem, als zielführendes Alternativverfahren für die konventionellen Methoden, vorgestellt und dessen Leistungsfähigkeit näher beschrieben. N2 - The measurement of surface roughness of building elements is an important task in civil engineering, particularly in the field of concrete repair, in road construction and in the production of precast concrete elements. At present, the surface roughness is generally determined by the so called sand-patch-test (volumetric method). This method which is used since several decades is only applicable on horizontal or only slightly sloped and dry surfaces. In addition, the results strongly depend on the utilised standards, the prescribed test equipment and the executing person. Therefore, a laser-based device for the determination of surface roughness has been developed at Bundesanstalt fur Materialforschung und -pru-fung (BAM). This contribution deals first with the different modifications of the sand-patch-test and other conventional methods, and describes the underlying formulae and the limitations of the methods. In the second part, the laser-based system which was developed at BAM is presented; its advantages and the capability of this alternative method will be described in detail. KW - Rautiefe KW - Instandsetzung KW - Laserbasierte Rautiefebestimmung KW - Shear PY - 2017 SN - 0005-6650 VL - 92 IS - März SP - 97 EP - 104 PB - Springer VDI CY - Düsseldorf AN - OPUS4-39299 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Priebe, Nsesheye Susan A1 - Gluth, Gregor A1 - Sturm, Patrick A1 - Vogler, Nico A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Comparison of calcined illitic clays (brick clays) and low-grade kaolinitic clays as supplementary cementitious materials JF - Materials and Structures N2 - The use of calcined clays as supplementary cementitious materials (SCMs) has been identified as a viable option to decrease the CO2 emissions related to cement production. However, while extensive data is available about kaolinitic clays in this context, other clays such as illitic clays appear to be under-studied. Therefore, in the present study, two illitic clays were compared to two low-grade kaolinitic clays in terms of transformations in the calcination temperature range 650–900 °C, and performance of the calcined clays in blended cement pastes as measured by strength evolution, heat release, hydrated phase formation and portlandite consumption. The illitic clays required a higher calcination temperature for complete dehydroxylation of their illite than what is necessary for dehydroxylation of kaolinite. These higher calcination temperatures also led to particle sintering, significantly decreasing the specific surface area of the illitic clays, particularly for the clay with the higher Fe2O3 content. Nevertheless, while the kaolinitic clays generally exhibited the best performance as SCM, the illitic clay with lower Fe2O3 content performed similar to the kaolinitic clays when calcined at optimum temperature and applied at a moderate substitution rate. These findings demonstrate that several different clays have the potential to be used as SCM and indicate possible routes to identify suitable deposits for this purpose. KW - Blended cement KW - Calcined clay KW - Brick clay KW - Illite KW - Kaolinite PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-488195 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-019-1393-2 SN - 1359-5997 SN - 1871-6873 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. VL - 52 IS - 5 SP - Article Number 94 PB - Springer Nature AN - OPUS4-48819 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogler, Nico A1 - Drabetzki, Philipp A1 - Lindemann, Mathias A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Description of the concrete carbonation process with adjusted depth resolved thermogravimetric analysis JF - Journal of Thermal Analysis and Calorimetry N2 - The thermal gravimetric analysis (TG) is a common method for the examination of the carbonation progress of cement-based materials. Unfortunately, the thermal properties of some components complicate the evaluation of TG results. Various hydrate phases, like ettringite (AFt), C-S-H and AFm decompose almost simultaneously in the temperature range up to 200 °C. Additionally, physical bound water is released in the same temperature range. In the temperature range between 450 °C and 600 °C the decomposition of calcium hydroxide and amorphous or weakly bound carbonates takes place simultaneously. Carbonates, like calcite, from limestone powder or other additives may be already contained in the noncarbonated sample material. For this research an attempt was made to minimise the influence of these effects. Therefore, differential curves from DTG-results of non-carbonated areas and areas with various states of carbonation of the same sample material were calculated and evaluated. Concretes based on three different types of cement were produced and stored under accelerated carbonation conditions (1 % CO2 in air). The required sample material was obtained by cutting slices from various depth of previously CO2-treated specimen and subsequent grinding. During the sample preparation, a special attention was paid that no additional carbonation processes took place. As reference method for the determination of the carbonation depth the sprayed application of phenolphthalein solution was carried out. Microscopic analysis where examined to confirm the assumptions made previously. Furthermore, the observed effect of encapsulation of calcium hydroxide by carbonates caused by the accelerated carbonation conditions was examined more closely. KW - Microscopy KW - Accelerated carbonation KW - Carbonation behaviour KW - Concrete KW - Thermal Analysis PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-530571 DO - https://doi.org/10.1007/s10973-021-10966-1 VL - 147 IS - 11 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-53057 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Priebe, Nsesheye Susan A1 - Gluth, Gregor A1 - Vogler, Nico A1 - Simon, Sebastian A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Serdar, M. ED - Stirmer, N. ED - Provis, J. T1 - Investigation of calcined brick clays from Central Germany for use as a sustainable pozzolan T2 - Proceedings of the International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS2019), Vol. 1: New Generation of Construction Materials N2 - The production of Portland cement causes a substantial environmental impact, since the calcination of limestone results in high emissions of carbon dioxide. The use of supplementary cementitious materials such as calcined clays as partial replacement for Portland cement offers a solution to limit this environmental impact. This paper investigates four clays from deposits in central Germany with the aim of obtaining pozzolans for the production of Portland-pozzolana cement. The results obtained show that the calcined clays possess pozzolanic properties, which differ depending on calcination temperature and the relative amounts of Kaolinite and 2:1 clay minerals. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Supplementary cementitious materials KW - Calcined clays KW - Blended cements KW - Brick clays KW - Illitic clays PY - 2019 SN - 978-2-35158-223-7 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. VL - 1 SP - 462 EP - 469 PB - RILEM Publications CY - Paris AN - OPUS4-47586 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Vogler, Nico A1 - Gardei, André A1 - Kühne, Hans-Carsten ED - Rogge, A. ED - Meng, B. T1 - Laserbasiertes Messverfahren zur Rautiefe-Bestimmung T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium T2 - 52. DAfStb-Forschungskolloquium CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-11-07 KW - Rauheit KW - Rautiefe KW - Volumetrische Methode KW - Sandflächenverfahren KW - Laserverfahren KW - Linienlaser PY - 2011 SN - 978-3-9814281-0-0 SP - 256 EP - 261 PB - BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-25176 LA - deu 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 T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung 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 -