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 - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Feuerwiderstand gezwängter Stahlbetonstützen N2 - Bei realen Brandereignissen stellen sich in der Regel mechanische und thermische Randbedingungen ein, die deutlich von denen in präskriptiven, bauteilorientierten Brandprüfungen abweichen. Beispielsweise werden Interaktionen der brandbeanspruchten Bauteile mit dem umgebenden Tragwerk und daraus resultierende Zwangsbeanspruchungen bei konventionellen Brandprüfungen nicht berücksichtigt. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk untersucht werden. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Brandprüfungen KW - Substrukturtechnik KW - Zwangsbeanspruchungen KW - Brandbeanspruchung PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613249 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 270 EP - 277 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61324 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Zum Feuerwiderstand von filigranen Deckenelementen aus vorgespanntem Carbonbeton N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle herkömmlichen Spannstahls ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Der Wechsel von massiven zu filigranen Bauteilen führt in der Regel aufgrund der geringeren thermischen Masse zu einer Abnahme des Feuerwiderstandes. Der Beitrag stellt Versuchsergebnisse zum Abplatzverhalten von Carbonbeton vor, die im Rahmen des Verbundvorhabens „Vorgespannte Carbonbetondecken mit reduzierten Querschnitten“ (CaPreFloor) erzielt wurden. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Feuerwiderstand KW - Carbonbeton KW - Abplatzverhalten KW - CaPreFloor PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613221 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 263 EP - 269 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61322 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krüger, Miriam E. A1 - Hilbig, Harald A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Machner, Alisa T1 - Effect of the chemical composition of synthetic alkali-silica gels on their structure, swelling behavior and water uptake N2 - For alkali-silica reaction (ASR) gels, the relationship between swelling expansion, structure and chemical composition, particularly the effect of aluminum, remains unknown. This study investigates the structure, swelling expansion and associated water uptake of synthetic ASR gels with various Al/Si (0–0.1) and Ca/Si (0.1–0.4) ratios. The results show that aluminum incorporated into the gel structure reduces the overall swelling expansion and the leaching of silicate species during the swelling test. Moreover, they revealed that water in the Al-ASR gels is more tightly bound, reducing the overall water uptake compared to the Al-free ASR gels. Additionally, there is a linear correlation between the maximal swelling results and the ASR gel composition. However, no direct correlation emerged between the amount of water uptake and the free swelling of the ASR gels, which indicates that other factors, like the type of water bonding and pore size of the gels, are decisive for the swelling mechanism. KW - Concrete KW - Alkali-silica reaction (ASR) KW - Durability KW - 1H NMR relaxometry KW - 29Si NMR KW - 27Al NMR KW - FTIR KW - Al-ASR gel KW - Swelling test PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-624268 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2024.107596 VL - 184 SP - 1 EP - 18 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62426 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Fire resistance of existing steel structures with aged intumescent coating based on an in situ test method N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to increase the fire resistance of steel structures. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is significantly slowed down and the fire resistance can be improved. Information regarding the scope of application and the durability of intumescent coatings are given in national approvals or European Technical Assessment documents. Due to the environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce the durability and their thermal protection performance. To predict the durability for several years, during the approval procedure the behaviour of intumescent coatings is predominantly extrapolated based on accelerated artificial ageing. The established German and European assessment procedures to test and assess durability assume a working life of at least 10 years. Additional evidence may be required for longer periods. However, at present there is no method of verifying the thermal performance of existing structural members on site. For this reason, BAM is conducting the research project "INSIST" [1] to develop a minimally invasive in situ test method to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation includes the development of a mobile prototype furnace. The paper describes the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme on uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. KW - In situ testing KW - Fire resistance KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Thermal protection KW - Durability PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629533 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2025.104380 VL - 153 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62953 LA - eng 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 - JOUR A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, Jochen T1 - Influence of thermal strain on concrete spalling N2 - Understanding the susceptibility to spalling of concrete members in case of fire is important to evaluate the residual load-bearing capacity. The investigations of the spalling phenomenon of a concrete mixture using real scale members are necessary but expensive to carry out. Reducing the specimen size leads to an increase of boundary effects that can result in a reduced spalling or absence of spalling. In this study, fire tests were carried out on unrestrained, single-sided exposed, cuboid shaped specimens (0.6 m x 0.6 m x 0.29 m) as well as unrestrained and steel ring restrained cylindrical specimens (Ø = 0.47 m, h = 0.29 m), which induce different boundary conditions. These fire tests were carried out on two ordinary concrete mixtures. The two mixtures differ only in the type of aggregates (quartz gravel and basalt grit) and were used to investigate the influence of the thermal expansion of the aggregate on the spalling behaviour of the concrete. The results show a significant increase of the spalling depth due to the restrained thermal expansion achieved by the applied steel rings. Additionally, the type of aggregate has a direct influence on the spalling behaviour of a concrete mixture. The reduction of the boundary effects by the steel rings recreate the test conditions in the centre of a large concrete member. Thus, this type of specimen is suitable to determine the susceptibility to spalling of a material (screening-tests) as preliminary investigations to full scale fire tests. KW - Spalling KW - Concrete KW - Fire test KW - Restraint KW - Screening test PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593350 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-023-02274-x VL - 57 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-59335 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reyher, Boris A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Hückler, Alex A1 - Pistol, Klaus A1 - Madlener, Simon A1 - Schlaich, Mike T1 - Ein Supermarkt aus Infraleichtbeton: Nachweisführung bei einer Außenwand mit Brandwandanforderungen T1 - A supermarket made of infra-lightweight concrete- Proof of stability for a fire wall N2 - Infraleichtbeton (ILC) ist eine spezielle Form von Leichtbeton, der durch seine niedrige Rohdichte im Vergleich zu herkömmlichem Beton eine verbesserte Wärmedämmeigenschaft aufweist. Infraleichtbeton ermöglicht die monolithische einschichtige Konstruktion von Bauteilen der Gebäudehülle ohne additive Wärmedämmung und Fassadenbekleidung. Dadurch wird die Baukonstruktion gegenüber herkömmlich gedämmten Betonbauteilen erheblich vereinfacht und die Recyclingfähigkeit deutlich verbessert. Zudem weisen Bauteile aus Infraleichtbeton eine günstigere CO2‐Bilanz auf als Außenwandkonstruktionen in konventioneller Bauweise wie z. B. Wärmedämmverbundsysteme. Nach etwa 15 Jahren Forschung und diversen Bauvorhaben im Wohn‐ und Bildungssektor konnte nun ein erster Einzelhandelsmarkt mit Außenwänden aus Infraleichtbeton realisiert werden. Im Rahmen dieses Bauvorhabens wurde erfolgreich eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung (vBG) auf der Grundlage eines Brandversuchs und eines auf Berechnungen basierenden Übertragungskonzepts für eine Brandwand aus ILC erwirkt. Der Beitrag stellt das Übertragungskonzept sowie ein für die vorliegende besondere Bauweise der Brandwand entwickeltes vereinfachtes Berechnungsverfahren zum Nachweis der Standsicherheit im Brandfall vor. N2 - htweight concrete (ILC) is a special form of light-weight concrete which, due to its low density, possesses improved thermal insulation properties in comparison to normal concrete. ILC facilitates the construction of monolithic, single-layer building skins without any added thermal insulation or facade cladding. This way, the building components are effectively simplified in comparison to conventionally insulated concrete members and the recyclability is significantly improved. In addition to that, structural elements made of ILC have a reduced CO2 footprint in comparison to conventional composite elements of the building envelope. After 15 years of research and several completed construction projects in the housing and education sector, a commercial retail building has been realized. For this project, an individual approval for a firewall built out of ILC was obtained based on a fire test in combination with a transfer concept based on calculations. This article demonstrates the transfer concept as well as a simplified structural analysis concept for the proof of stability developed for the special application of a firewall. KW - Infraleichtbeton KW - Brandschutz KW - Brandwand KW - Hallenkonstruktion KW - Bauen im Bestand PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400016 SN - 0005-9900 VL - 119 IS - 9 SP - 658 EP - 666 PB - Wiley AN - OPUS4-61409 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Rogge, Andreas T1 - Fire induced concrete spalling in combination with size effects N2 - The size effect has its origin in fracture mechanics and describes the formation as well as propagation of cracks in brittle and solid materials in dependence of the specimen size. However, the size effect in concrete spalling describes the damage behaviour on a macroscopic scale for different sized specimens in case of fire. Concrete spalling is a very complex and yet not fully understood phenomenon. To reduce the effort of fire tests to analyse the spalling behaviour of concrete mixtures, this study investigates the susceptibility to spalling for six different concrete mixtures and three specimen sizes. The sizes were divided in full scale slabs (1.8 m x 1.2 m x 0.3 m), intermediate scale cuboids (0.6 m x 0.6 m x 0.3 m) and small scale cylinders (Ø0.15 m x 0.3 m). For this purpose, a novel test set-up was built to test six intermediate scale or twelve small scale specimens simultaneously to ensure a similar heating regime for every specimen. All specimens were fire exposed on one side and remained unrestrained. A size effect occurred for four of the six concrete mixtures. Compared to the full scale specimens the spalling was reduced significantly for all smaller specimen sizes. Additionally, spalling did not occur for the small scale specimens. The results show that the specimen size is an essential parameter to investigate the susceptibility to spalling of a concrete mixture. For future investigations the testing conditions must be adjusted for the intermediate scale specimens to recreate the conditions of the slabs. KW - Concrete KW - Spalling KW - Size effect KW - Fire test PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-559231 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-022-02051-2 VL - 55 IS - 8 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-55923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Zum Feuerwiderstand vorgespannter Carbonbetondecken N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle herkömmlichen Spannstahls ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Der Wechsel von massiven zu filigranen Bauteilen führt in der Regel aufgrund der geringeren thermischen Masse zu einer Abnahme des Feuerwiderstandes. Der Beitrag stellt Versuchsergebnisse zum Abplatz- und Hochtemperaturverhalten von Carbonbeton vor, die im Rahmen des Verbundvorhabens „Vorgespannte Carbonbetondecken mit reduzierten Querschnitten“ (CaPreFloor) erzielt wurden. Für die Untersuchung der Tragfähigkeit bei hohen Temperaturen wurden 4-Punktbiegeversuche mit instationärer Temperaturbeanspruchung an vorgespannten Carbonbetonplatten bei Variation des Carbongeleges und des Vorspanngrades durchgeführt. Ferner erfolgte die Analyse der Abplatzneigung an bewehrten und unbewehrten Bauteilen mittels Brandversuchen unter Einheits-Temperaturzeitkurve. T2 - 16. Carbonbetontage 2024 CY - Dresden, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Abplatzverhalten PY - 2024 SP - 56 EP - 57 AN - OPUS4-62430 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -