TY - GEN A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Klewe, Tim ED - Rizzo, P. ED - Milazzo, A. T1 - Hygrometric Moisture Measurements Based on Embedded Sensors to Determine the Mass of Moisture in Porous Building Materials and Layered Structures N2 - Subfloors are layered structures, consisting largely of porous building materials, such as screed. They are often suffering damage from tap water leakage, which is a typical problem in buildings, and which has largely contributed to repair costs of almost 3 billion Euro in 2018 alone in Germany. In this context, especially mould plays a role, which is both destroying the structure and posing severe health risks. To determine the damaging effects of moisture, it is necessary to know the respective processes occurring in building materials, especially to quantify the amount of moisture and its progress in the material. In this study, humidity sensors are used to derive the material moisture experimentally. Capacitive sensors recording the relative humidity are embedded into the screed and in the insulation materials such as expanded polystyrene, extruded polystyrene, perlite and glass wool. For the application in screed, the sensors need to be shielded against the aggressive alkaline materials. To ensure an appropriate exchange with the environment, a permeable membrane is requested. Different membrane materials have been investigated regarding their robustness and their permeability. In the first experimental setup, two humidity sensor arrays with seven individual sensors are embedded in homogeneous screed samples. The measured corresponding relative humidity of the screed is converted to the material moisture based on the approach of Hillerborg. In a second experimental setup, a layered structure of a complete subfloor is built in a box of 0.8 m times 0.8 m. The humidity sensors are positioned in the different insulation materials of various thicknesses. By adding water, leakage damage is simulated and its progress and effect is investigated experimentally. The investigations point at the question if the observed moisture is able to generate damage such as mould. The moisture and corresponding humidity values are discussed. It will be shown that this low-cost hygrometric approach can be used easily for moisture monitoring of screed and insulation materials as well KW - Moisture monitoring KW - Material moisture KW - Building materials KW - Embedded humidity sensors PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-64594-6_22 VL - 1 SP - 213 EP - 225 PB - Springer Nature CY - Cham AN - OPUS4-52013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim T1 - Classification of moisture damage in layered building floors with GPR and neutron probe N2 - In 2019, 3.1 billion Euro of damage was caused by piped water, accounting for the largest share (53%) of building insurance claims in Germany. In the event of damage, the accurate determination and localization of water ingress is essential to plan for and perform efficient renovations. Neutron probes are already applied successfully on building floors to localize the source of damage and other affected areas. However, additional information about the depth of moisture penetration can only be obtained by the destructive extraction of drilling cores, which is a time- and cost-intensive procedure. With its high sensitivity to water and fast measurement procedure, Ground Penetrating Radar (GPR) can serve as a suitable extension to the neutron probe, enabling more precise characterization of common forms of moisture damage. In this research project, we study the influence of common types of moisture damage in differing floor constructions using GPR and a neutron probe. A measurement setup with interchangeable layers is used to vary the screed material (cement or anhydrite) and insulation material (Styrofoam, Styrodur, glass wool, perlite), as well as the respective layer thickness. Every configuration is measured for the following main cases: 1) dry state; 2) with a damaged insulation layer and 3) a damaged screed layer. The evaluation is focused on the extraction of distinctive signal features for GPR, which can be used to classify the underlying case of damage. Furthermore, possible combinations of these features are investigated using multivariate data analysis and machine learning in order to evaluate the influence of different floor constructions. To validate the developed methods, practical measurements on real damage cases in Germany are carried out and compared to reference data obtained from drilling cores. T2 - EGU 21 General Assembly CY - Online meeting DA - 19.04.2021 KW - Radar KW - Moisture KW - Building floors PY - 2021 AN - OPUS4-52532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim T1 - Circular B-I/O: Building Ecosystems for Bio-Based Concrete with AI-Driven Supply Streams N2 - Concrete is a cornerstone of modern infrastructure but is responsible for about 10% of global carbon emissions. With no large-scale alternative available, the challenge is to make concrete production more sustainable through the use of supplementary cementitious materials (SCMs) and admixtures. Depending on the region, different types of SCMs are generally conceivable– one alternative is bio-based SCMs derived from agricultural waste. This is especially important in rapidly growing regions like Sub-Saharan Africa, where cities such as Nairobi and Lagos are expected to become some of the largest in the world. Since 80% of the buildings needed by 2050 are yet to be built, these regions have a great opportunity to avoid traditional, carbon-intensive construction practices and adopt innovative, sustainable solutions. A key challenge when using bio-based materials is the variability and seasonality of agricultural residues—such as maize cobs, rice husks, and sugarcane bagasse—which make their large-scale use in concrete difficult. To address this, the Circular B-I/O project funded by the Volkswagen Stiftung applies an AI-driven materials discovery tool to develop strategies for transforming these heterogeneous and seasonal materials into consistent and scalable supply streams. The goal is to optimize material selection, blending, and processing to integrate them seamlessly into concrete while maintaining high performance. This contribution introduces the Circular B-I/O project, detailing its goals, methodologies, and the potential of AI in creating circular supply chains for bio-based building materials. Additionally, initial concepts and frameworks for integrating agricultural residues into concrete production will be discussed. By showcasing the project’s approach, the aim is to highlight both the challenges and opportunities of leveraging AI to make construction more sustainable. T2 - 5th International Conference on the Chemistry of Construction Materials (ICCCM) CY - Garching bei München, Germany DA - 08.09.2025 KW - Material design KW - Artificial Intelligence KW - Agriculturale waste KW - Bio-based concrete PY - 2025 AN - OPUS4-64089 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Völker, Christoph A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Klewe, Tim A1 - Zia, Ghezal Ahmad Jan A1 - Schumacher, Katrin A1 - Yared, Kaleb A1 - Schmidt, Wolfram T1 - KI und Robotik im Dienst der Nachhaltigkeit: Beschleunigung innovativer Lösungen im Bausektor N2 - Der Vortrag beschäftigt sich mit der Implementierung fortschrittlicher Technologien in neue Wertschöpfungsketten im Bausektor, insbesondere im Bereich Recycling, zirkuläres Produktdesign und Lebenszustandsanalyse. Im Zentrum stehen Industrie- und Grundlagenforschungsprojekte an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und praktischer Anwendung. T2 - DigiCon 2024 CY - Munich, Germany DA - 21.11.2024 KW - KI KW - Materialdesign KW - Recycling KW - Baumaterial PY - 2024 AN - OPUS4-61800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Klewe, Tim T1 - Synthetic Dataset for Sequential Learning-Based Optimisation of Bio-Ash Binder Formulations under Seasonal Availability Constraints N2 - This dataset accompanies the study on sequential learning–based optimisation of bio-ash–cement binder formulations under seasonally varying material availability. It provides a fully synthetic but chemically inspired benchmark design space for evaluating data-driven optimisation strategies in cementitious materials research. The dataset comprises 5,006 unique binder formulations, each defined by the mass fractions of cement and five bio-based ash components (A1–A5). Ash components represent generic bio-ash types derived from agricultural residues (e.g. rice husk ash, cassava peel ash), and their internal proportions are systematically varied under mass-balance constraints. Cement content ranges from 0 to 100 wt% in discrete steps. To reflect dynamic supply conditions, the dataset includes season-specific ash usage metrics for four seasons (S1–S4), expressing the fraction of available ash resources consumed by each formulation. A synthetic compressive strength value is assigned to every formulation using a nonlinear scoring function based on chemically inspired descriptors, with added noise to generate a structured yet non-trivial optimisation landscape. These strength values do not represent calibrated physical predictions and are intended solely as a hidden objective function for benchmarking sequential learning algorithms. The dataset is designed for in silico benchmarking, reproducibility studies, and methodological comparisons of optimisation and active learning strategies. It enables systematic evaluation of algorithmic performance without the need for physical experiments. KW - Sequential learning KW - Bio-based ashes KW - Low-clinker cement KW - Mixture optimisation KW - Supplementary cementitious materials PY - 2026 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.18389681 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-65420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim T1 - Untersuchung von Signalmerkmalen des Radarverfahrens zur Feuchtemessung an Estrichen N2 - Das elektromagnetische Radarverfahren ist mit seiner starken Sensitivität für Wasser längst eine etablierte Methode zur zerstörungsfreien Feuchtemessung. Besonders bei geophysikalischen Aufgabenstellungen erfreut es sich großer Beliebtheit, doch auch an Baustoffen wird es immer häufiger zur Ortung von schadensträchtigem Wasser eingesetzt. Somit liefert die Literatur bereits zahlreiche Signalmerkmale, welche einen Rückschluss auf die Feuchte des untersuchten Mediums zulassen. Die Eignung dieser Signalmerkmale zur Messung an Estrichen wurde in Laborstudien anhand des Austrocknungsprozesses nach der Herstellung untersucht. Hierbei kamen zement- und anhydritgebundene Estriche unterschiedlicher Schichtdicke zum Einsatz, wobei die Darr- und die Calciumcarbid-Methode als Referenzverfahren dienten. In der Auswertung erwiesen sich besonders die klassischen Merkmale aus dem Zeitbereich (Amplitude, Laufzeit) als robuste Methoden zur Feuchtemessung. Bei kleinen Schichtdicken und niedrigen Feuchtegehalten ist die Auswertung der klassischen Merkmale jedoch fehleranfällig, v.a. weil die (automatisierte) Separierung von direkter und Reflexionswelle nicht mehr eindeutig ist. Dies wirkt sich besonders auf die jeweiligen Frequenzanteile aus, die i.d.R. nicht zu den klassischen Feuchte-Merkmalen gehören. In weiterführenden Untersuchungen soll der Mehrwert durch multivariate Datenauswertung und Ansätze des maschinellen Lernens geprüft werden. Übergeordnetes Ziel ist der Einsatz des Radarverfahrens an geschichteten Fußbodenaufbauten zur automatisierten und zerstörungsfreien Lokalisierung von Feuchteschäden. T2 - 79. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft CY - Brunswick, Germany DA - 04.03.2019 KW - Radar KW - Feuchte KW - Fußboden KW - Signalmerkmale PY - 2019 AN - OPUS4-47525 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klewe, Tim T1 - Zerstörungsfreie Lokalisierung von Flüssigwasser in Schichtaufbauten N2 - Die Idee des Dissertationsprojekts ist der parallele Einsatz des Radarverfahrens und der Neutronensonde zur Lokalisierung von Feuchteschäden in Fußbodenaufbauten. Hierbei soll die integrale Messweise der Neutronensonde durch die vertikale Information des Radarsignals ergänzt werden, um zukünftig auf zerstörende Sondierungsbohrungen verzichten zu können. Primäres Ziel ist eine automatisierte und zerstörungsfreie Klassifizierung und Quantifizierung verschiedener Schadensfälle im Fußboden, welche zur Abschätzung und Auswahl des Sanierungsaufwands dienen soll. In systematischen Laborstudien an modular aufgebauten Referenzprobekörpern werden die Nachweisgrenzen der beiden Verfahren für unterschiedliche, häufig anzutreffende Fußbodenaufbauten untersucht. Hierfür wurde ein Satz verschiedenster Estrichprobekörper gefertigt und deren Hydratisierungsprozess gravimetrisch und mit den benannten Feuchtemessverfahren beobachtet. In der laufenden Auswertung konnten bereits signifikante Signalmerkmale der Radarmessungen extrahiert, sowie dessen Korrelation zum Feuchteverlauf der Proben gezeigt werden. Der modulare Aufbau der Fußbodenschichten zur Simulation von gängigen Feuchteschäden folgt im Anschluss. Über Datenfusion und Signalverarbeitung sollen so innovative Auswertungsansätze entwickelt und deren Validität an realen Schadensfällen geprüft werden. T2 - Doktorandenseminar BAM Abt. 8 CY - Berlin, Germany DA - 25.02.2019 KW - Radar KW - Feuchte KW - Fußboden KW - Signalmerkmale KW - Datenfusion KW - Maschinelles Lernen PY - 2019 AN - OPUS4-47526 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ritzer, Tobias A1 - Klewe, Tim T1 - Radarwellen und Neutronenstrahlung - Die Lösung für den Großschaden? Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt zur Feuchtebestimmung von schwimmenden Bodenaufbauten N2 - Die Idee des Dissertationsprojekts ist der parallele Einsatz des Radarverfahrens und der Neutronensonde zur Lokalisierung von Feuchteschäden in Fußbodenaufbauten. Hierbei soll die integrale Messweise der Neutronensonde durch die vertikale Information des Radarsignals ergänzt werden, um zukünftig auf zerstörende Sondierungsbohrungen verzichten zu können. Primäres Ziel ist eine automatisierte und zerstörungsfreie Klassifizierung und Quantifizierung verschiedener Schadensfälle im Fußboden, welche zur Abschätzung und Auswahl des Sanierungsaufwands dienen soll. In systematischen Laborstudien an modular aufgebauten Referenzprobekörpern werden die Nachweisgrenzen der beiden Verfahren für unterschiedliche, häufig anzutreffende Fußbodenaufbauten untersucht. Hierfür wurde ein Satz verschiedenster Estrichprobekörper gefertigt und deren Hydratisierungsprozess gravimetrisch und mit den benannten Feuchtemessverfahren beobachtet. In der laufenden Auswertung konnten bereits signifikante Signalmerkmale der Radarmessungen extrahiert, sowie dessen Korrelation zum Feuchteverlauf der Proben gezeigt werden. Der modulare Aufbau der Fußbodenschichten zur Simulation von gängigen Feuchteschäden folgt im Anschluss. Über Datenfusion und Signalverarbeitung sollen so innovative Auswertungsansätze entwickelt und deren Validität an realen Schadensfällen geprüft werden. T2 - Messekongress Schadenmanagement und Assistance CY - Leipzig, Germany DA - 26.03.2019 KW - Radar KW - Neutronensonde KW - Feuchte KW - Schichtaufbau PY - 2019 AN - OPUS4-47684 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -