TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Gardei, André A1 - Hoppe, Johannes A1 - Meng, Birgit ED - Littmann, K. T1 - Funktionalisierung von Fasern für zementgebundene Materialien - ausgewählte Prüfmethoden N2 - Die geringe Zugfestigkeit von zementgebundenen Materialien kann durch die Zugabe von Fasern maßgeblich verbessert werden. Ziel eines gemeinsamen Verbundprojekts mit einem Industriepartner war die Erhöhung der Leistungsfähigkeit von kurzen Polymer- und Carbonfasern durch eine Verbesserung des Verbundes zwischen Faseroberfläche und Zementsteinmatrix. Von der IONYS AG wurde dazu eine spezielle Funktionalisierung entwickelt, die über eine Hydrophilisierung der Faseroberfläche eine chemische Anbindung an die Zementsteinmatrix gewährleistet. Aufgabe der BAM war es, die Effizienz der neuen Beschichtung bezüglich der Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit und der Reduzierung der Schwindrissbildung während der Erhärtungsphase zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalisierung die Neigung zur Schwindrissbildung für die Carbonfasern und in noch stärkerem Maße für die Polymerfasern reduziert. Eine Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit konnte dagegen nur für die deutlich steiferen Carbonfasern nachgewiesen werden. T2 - 10. Kolloquium Industrieböden CY - Esslingen, Germany DA - 03.03.2020 KW - Fibres KW - Cementitious materials KW - Shrinkage KW - Strain hardening PY - 2020 SN - 978-3-8169-3505-6 SP - 173 EP - 178 PB - expert Verlag GmbH CY - Tübingen AN - OPUS4-51915 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Fontana, P. A1 - Hoppe, Johannes A1 - Bilgin, S. A1 - Meng, Birgit ED - Serrat, C. ED - Casas, J. R. ED - Gibert, V. T1 - Composite Facade Elements with Self-Cleaning Surface made of Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) N2 - In the framework of the European project H-House various concrete façade elements were developed with the aim to ensure a long service life by combining a very durable material with self-cleaning properties. The façade elements presented are made of a shell of UHPC filled with blocks of aerated autoclaved concrete as insulating material. Self-cleaning properties were realized amongst others by imprinting a microstructure into the surface during casting. The paper focuses on selected technological aspects of the manufacturing process of prototypes which had to be performed in two concreting sections. Furthermore the challenges faced when upscaling the self-cleaning properties are addressed and the strategy to assess the self-cleaning properties by measuring the contact and the roll-off angel is presented. The results show that a successfull upscalaing process requires detailed planning and that the best results can often be achieved with a moderate work effort or material use. T2 - XV International Conference on Durability of Building Materials and Components (DBMC 2020) CY - Online meeting DA - 20.10.2020 KW - Ultra-High-Performance Concrete KW - Facade Elements KW - Self-Cleaning Properties KW - Adhesive Pull-Strength KW - Microstructure KW - Architectural Concrete PY - 2020 SN - 978-84-121101-8-0 SP - 1289 EP - 1297 PB - International Center for Numerical Methods in Engineering (CIMNE) CY - Spain AN - OPUS4-51967 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cook, Jake A1 - Tonon, Chiara A1 - Stohl, Leonie A1 - von Werder, Julia ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Assessment of concrete bioreceptivity and model organism performance for use in algal biofilm green facade systems N2 - Elevated temperatures and high levels of air pollution in urban environments pose a significant threat to the health and life quality of inhabitants of these areas. This research aims to address these challenges by developing green façade systems using micro-algal biofilms. Both material and biological properties are assessed to optimise biofilm performance and durability. Cementitious samples with different pH levels and varying nutrient compositions are tested in combination with model microorganisms. Organism growth, health and adhesion are monitored over a 3-month period under controlled laboratory conditions. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Concrete bioreceptivity KW - Model organism performance KW - Algal biofilm KW - Algal biofilm green facade systems PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613114 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 159 EP - 166 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61311 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stohl, Leonie A1 - Cook, Jake A1 - von Werder, Julia ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Bioreceptive concrete surfaces: Understanding material-biology interactions for façade greening N2 - The climate crisis has led to a growing demand for environmentally oriented approaches in the construction industry, including not only eco-friendly materials, but also the greening of urban spaces. Microbial facade greening with algae is a novel concept based on the inherent bioreceptive properties of different building materials. This study focuses on the influence of physical material properties on biofilm formation. Differently textured samples from the same UHPC mix were produced and their roughness and water absorption documented. The samples were then weathered under laboratory conditions to observe material-algae interactions. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Bioreceptive KW - Material-biology Interaction KW - Façade greening PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613096 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 153 EP - 158 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61309 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bednarska, Dalia A1 - von Werder, Julia ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Modification of clay-based materials with a novel geopolymer: potential application towards water-resistance N2 - Earth is probably the most eco-friendly building material. However, since earthen materials dissolve in water easily their application is limited. The presented manuscript aims to verify the usefulness of a one-part geo- polymer developed at BAM as a stabilizing agent for earthen mortars. The experimental study encompasses water-resistance, compressive strength, linear shrinkage, water vapour permeability and microstructural anal- ysis of the reference and the modified earthen plaster. The presented results show that the modification visibly affects the properties of the initial material providing its water-resistance. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Clay-based materials KW - Water-resistance KW - Novel geopolymer PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613150 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 94 EP - 101 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61315 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - von Werder, Julia A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, André A1 - Fontana, P. A1 - Meng, Birgit T1 - Thermal and hydrothermal treatment of UHPC: influence of the process parameters on the phase composition of ultra-high performance concrete N2 - Several studies show that thermal and hydrothermal treatment can further improve the excellent properties of UHPC in terms of mechanical strength and durability. While for the thermal treatment the increase in strength is attributed to an intensified pozzolanic and hydraulic reaction, for the hydrothermal treatment previous studies accredited it mostly to the formation of tobermorite. In the presented study thermal and hydrothermal treatment of UHPC samples was systematically varied and the phase formation analysed related to the strength development of a reference sample cured for 28 days in water. For the thermal treatment the results show that the strength increase depends on the protection against desiccation and can be ascribed to an improved pozzolanic reaction of the siliceous fillers. To achieve a significant enhancement of strength, a pre-storage time of few days and a long dwell time at elevated temperature/pressure are required. For the hydrothermal treatment already heating the specimens up to 185 °C in saturated steam followed by an immediate cooling leads to a substantial increase in compressive strength. Pre-storage time did not affect the result as far as a minimum of several hours is guaranteed. The improved performance is due to an increase in the pozzolanic and hydraulic reaction. Surprisingly, tobermorite was only found within a very thin layer at the surface of the sample, but not in the bulk. Sulphate and aluminium stemming from the decomposition of the ettringite are bound in the newly formed phases hydroxylellestadite and hydrogarnet. KW - UHPC KW - Thermal treatment KW - Hydrothermal treatment KW - Compressive strength KW - Phase development KW - Durability KW - Tobermorite KW - Hydroxylellestadite KW - Hydrogarnet PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-523402 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-021-01633-w SN - 1871-6873 SN - 1359-5997 VL - 54 IS - 1 SP - Article 44 PB - Springer Nature AN - OPUS4-52340 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Funktionalisierung von Fasern für zementgebundene Materialien - ausgewählte Prüfmethoden N2 - Die geringe Zugfestigkeit von zementgebundenen Materialien kann durch die Zugabe von Fasern maßgeblich verbessert werden. Ziel eines gemeinsamen Verbundprojekts mit einem Industriepartner war die Erhöhung der Leistungsfähigkeit von kurzen Polymer- und Carbonfasern durch eine Verbesserung des Verbundes zwischen Faseroberfläche und Zementsteinmatrix. Von der IONYS AG wurde dazu eine spezielle Funktionalisierung entwickelt, die über eine Hydrophilisierung der Faseroberfläche eine chemische Anbindung an die Zementsteinmatrix gewährleistet. Aufgabe der BAM war es, die Effizienz der neuen Beschichtung bezüglich der Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit und der Reduzierung der Schwindrissbildung während der Erhärtungsphase zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalisierung die Neigung zur Schwindrissbildung für die Carbonfasern und in noch stärkerem Maße für die Polymerfasern reduziert. Eine Erhöhung der Nachrissbiegezugfestigkeit konnte dagegen nur für die deutlich steiferen Carbonfasern nachgewiesen werden. T2 - 10. Kolloquium Industrieböden CY - Esslingen, Germany DA - 03.03.2020 KW - Fibres KW - Cementitious materials KW - Shrinkage KW - Strain hardening PY - 2020 AN - OPUS4-51914 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Internal sulfate resistance of concrete N2 - If the amount of sulfate within the mix design for concrete is not balanced, ettringite formation which first controls solidification continues while the concrete is hardening. Ettringite forms by reaction of sulfate contained in the cement or in some admixture with calcium aluminate (C3A) as cement component. The “late primary ettringite formation” promotes an increase in volume within the hardened concrete leading to cracks. To analyze the effect of substituting part of ordinary Portland cement (OPC) by a treated brown coal fly ash mortar bars were tested according to ASTM C452. This test method was originally developed to extrapolate from the internal to external sulfate attack and is based on the idea that by testing a concrete mixture containing sulfate the process of deterioration is accelerated because it does not have to diffuse into the concrete before reaction first. In addition to the samples prescribed in ASTM C452 further samples in the size of the German SVA procedure were tested also designed for accessing the external sulfate resistance. The results show that while the replacement of 25 % of cement by brown coal fly ash leads to length changes around the limit defined by ASTM, the substitution of 50 % cement exceeded the limit by a multiple. The progress of expansion is the very similar for the two geometries tested. In-situ XRD measurements confirmed that while for pastes made of OPC the formation of ettringite is completed after 20 hours, this is not true for the mixtures containing the brown coal fly ash. In a different study the effect of hydrothermal treatment on the phase composition of ultra-high-performance concrete was analyzed. The results show that the sulfate and aluminate resulting from the decomposition of ettringite are bound into new phases. If this binding is permanent this might allow the larger use of sulfate bearing raw materials. T2 - EuroCoalAsh 2021 Conference CY - Online meeting DA - 02.11.2021 KW - Brown coal fly ash KW - Ettringite KW - Internal sulfate resistance KW - Test methods KW - In-situ XRD KW - Hydrothermal treatment PY - 2021 AN - OPUS4-54134 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Sebastian A1 - Selleng, C. A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit T1 - Einfluss der thermischen Behandlung auf die Phasenentwicklung und die Eigenschaften von UHPC N2 - UHPC (engl. ultra-high-performance concrete) bietet außergewöhnliche Eigenschaften, die sich durch eine optimierte Wärmebehandlung weiter verbessern lassen. Wie bei normalen Beton beschleunigt eine Wärmebehandlung den Aushärteprozess und reduziert das Schrumpfen. Durch Ausbildung eines dichteren Gefüges wird weiterhin die Druckfestigkeit und die Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen erhöht. Die Art der Wärmebehandlung wird durch die Parameter: Temperatur, Druck, Wasserdampfsättigung und Dauer definiert und hat einen entscheiden Einfluss auf die Phasenentwicklung und damit auf die makro- und mikroskopischen Eigenschaften des UHPCs. Auch die Dauer und Art der Vorlagerung des UHPCs vor der thermischen Behandlung sind von Bedeutung. Ziel der vorgestellten Untersuchung war der Vergleich und die Optimierung verschiedener Wärmebehandlungsarten mit Blick auf die Druckfestigkeits- und Phasenentwicklung. Dafür wurden UHPC-Zylinder und Prismen hergestellt und ungeschützt bzw. in Folie eingeschweißt bei 90 °C im Ofen, im Heißwasserbad, sowie alternativ bei 185 °C und 1.1 MPa im Autoklaven wärmebehandelt. Zusätzlich wurde die Vorlagerungs- und die Behandlungszeit systematisch variiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine praxisnahe Wärmebehandlung im Ofen (kurze Vorlagerungs- und Behandlungszeit, Verdunstungsschutz durch Einschweißen in Folie) zwar zu einer stark erhöhten Frühfestigkeit führt, aber die Langzeitfestigkeit wird nicht signifikant erhöht. Erst längere Behandlungszeiten verbunden mit intensiviertem Schutz gegen das Austrocknen führen darüber hinaus zu deutlich erhöhten Langzeitfestigkeiten. Nach der Autoklavierung dagegen wurden Festigkeitszuwächse von bis zu 30 % gemessen. Die röntgenographisch nachgewiesene Phasenentwicklung wird in beiden Behandlungsarten durch die Limitierung des zur Verfügung stehenden Wassers bestimmt. Bei der Wärmebehandlung im Ofen wird das durch den Ettringitzerfall freigesetzte Wasser für die puzzolanische Reaktion der Mikrosilika verbraucht, reicht aber für eine weitere Reaktion der Klinkerphasen nicht aus. Bei der hydrothermalen Behandlung dagegen zeigen die Veränderungen im Phasenbestand sowohl eine Intensivierung der puzzolanischen als auch der hydraulischen Reaktion. Der für autoklavierte Baustoffe charakteristische Tobermorit konnte jedoch nicht im Probeninneren, sondern nur als Belag auf der Probenoberfläche nachgewiesen werden. Ursächlich hierfür ist vermutlich wiederum das zu geringe Wasserangebot im Gefüge des UHPC. T2 - 20. Internationale Baustofftagung ibausil CY - Weimar, Germany DA - 12.09.2018 KW - UHPC KW - Wärmebehandlung KW - Hydrothermale Behandlung KW - XRD KW - Kristalline CSH-Phase KW - Tobermorit KW - Ettringit KW - Hydroxyellestadit KW - Hydrogranat PY - 2018 SN - 978-3-00-059950-7 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-46176 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Simon, Sebastian A1 - Lehmann, C. A1 - Selleng, C. A1 - Fontana, P. A1 - Meng, Birgit T1 - Autoclaving of ultra-high performance concrete (UHPC) N2 - By the combination of an optimized granulometry, a reduced water cement ratio and the use of superplasticizers ultra-high performance concrete achieves a compressive strength of over 150 N/mm2 and a high resistance regarding acids and water-soluble salts. In different Research projects the effect of an autoclavation on the mechanical strength and the phase composition was analyzed. In systematic studies, the concrete mix and the process parameters were varied. The results show that autoclavation leads to an improved pozzolanic and hydraulic reaction and significantly improves the mechanical strength compared to a conventional thermal treatment. If a minimum time-span for hydration is ensured, the achievable strength level is not dependent on the prestorage time. However, the duration of the autoclaving is significant. After the Maximum strength is reached there is only a very slight decrease, even if unrealistically long autoclaving times are applied. T2 - ICAAC 6th International Conference on Autoclaved Aerated Concrete CY - Potsdam, Germany DA - 04.09.2018 KW - Heat treatment KW - Hydroxylellestadite KW - Tobermorite KW - Ultra-high performance concrete KW - Zonation PY - 2018 SN - 978-3-433-03276-3 DO - https://doi.org/10.1002/cepa.866 SP - 131 EP - 136 PB - Wilhelm Ernst & Sohn - Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG CY - Berlin, Germanry AN - OPUS4-46357 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Curtain Walls with Biofilms for Improving the City Climate N2 - Building envelopes & natural rock surfaces represent the frontier between solid material surfaces, biosphere and the atmospheric environment – and are subject to permanent change in structure and chemistry. These surfaces are a natural habitat of subaerial rock biofilms (SAB) that are an important stage of primary succession. As their metabolic processes have a great impact on the composition of the near-surface layers of the earth biofilms on natural and manmade hard substrates are a research focus of geomicrobiology. In technical systems immobilized algae biofilms are already used successfully for wastewater cleaning. Algae can eliminate bacteria from the water and at the same time increase the oxygen concentration and the pH value in the water through photosynthesis, which again allows phosphate elimination to take place. Nitrificants contained in the algae biofilm convert ammonium to nitrite and nitrate. Mineral claddings for building facades could be engineered to sustain either natural or previously established carefully selected algae-dominated biofilms and this way help to clean the air. For a targeted engineering of the mineral substrates and the biofilms attached to them basic knowledge is however missing. By systematic research in an interdisciplinary team of microbiologists and building material scientists the following questions shall be clarified • How can a curated biofilm be stabilized on the surface and designed to be durable without compromising the substrate • What exactly do the biofilms need in terms of moisture in their respective growth stages? Or how long water must be available in what form and quantity to enable growth. • What is the influence of the substrate on the availability and quality of the (rain) water (water quality, leaching of substances (alkalis) from the building materials, leaching of aerosol components, surface tension, suction tension, thickness of the water molecule layers adsorbed in the pore spaces....) There are several research groups working on bioreceptive building materials which emphasizes the general interest in the topic. The idea of speeding-up the process by the targeted establishment of biofilms on building façade panels is a unique approach that has so far only been researched at BAM. Architects are very interested in biofilm facades as a new co-designing method of humans and nature reflecting the changing awareness for the loss of biodiversity in cities. If the biofilms need irrigation the evaporative cooling would reduce the urban heat island effect. T2 - Preparatory Workshop SPP 2451: Engineered Living Materials with Adaptive Functions CY - Saarbrücken, Germany DA - 10.07.2023 KW - Engineered living materials KW - Adaptive functions KW - Bioreceptivity KW - Biofilm KW - Concrete PY - 2023 UR - https://spp2451.de/event/preparatory-workshop/ AN - OPUS4-58965 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Biorezeptiver Beton: Interdisziplinäre Forschung an der BAM N2 - Inhalt des Vortrags: Forschungsidee und Zielstellung, Forschungsstruktur, Veränderung, Wasserverfügbarkeit, Wasserrückhaltevermögen, pH-Wert, Speziesauswahl, Applikation, Monitoring von Bewuchs T2 - BDA Galerie, Ausstellung: wechselStoffwechsel, Galeriegespräch Nr. 3 CY - Berlin, Germany DA - 06.06.2023 KW - Biorezeptivität KW - Beton KW - Biofilm KW - Funktionalisierung KW - Fassade PY - 2023 UR - https://www.bda-berlin.de/events/wechsel-stoff-wechsel-gespraech-3/ AN - OPUS4-58961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, Tanja A1 - Maier, Bärbel A1 - Fladt, Matthias A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, Andre A1 - Höhnel, Desirée A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit T1 - A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali-silica reaction N2 - Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide. The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented. KW - Mitigation strategies KW - Concrete KW - Damage analysis KW - Alkali silica reaction KW - Road pavement KW - Accelerated testing KW - Non-destructive testing KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2022052515100075090235 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101346 SN - 1527-2648 VL - 24 IS - 6 SP - 1 EP - 36 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Manninger, T. A1 - von Werder, Julia A1 - Rübner, Katrin T1 - Lehmstabilisierung mittels eines Biomasseasche basierten Alkali-Aktivators und kalziniertem Ton N2 - Lehm sowie Lehmziegel sind jahrtausendealte Baustoffe, die sich durch lokale Verfügbarkeit, Umweltverträglichkeit und geringe COa-Belastung auszeichnen. Diese Eigenschaften machen sie zu Baustoffen der Zukunft. Wasserbeständigkeit ist ein wichtiger Aspekt, der beim Einsatz beachtet werden muss. Es gibt verschiedene Ansätze zur Stabilisierung, Idealerwelse sollen dabei die positiven Aspekte des Lehms, wie beispielsweise die Luftfeuchteregullerung, bewahrt werden. Zement ist hierfür nur bedingt geeignet. Als Alternative zur Stabilisierung mit Zement wurden in einer Versuchsreihe Mischungen mit calclnierten Tonen untersucht. Diese bei 600 °C auf CO2 sparende Welse erzeugten, lokal verfügbaren Rohstoffe, können mittels Alkall-Aktivierung zu einem festen „Geopolymer" vernetzt werden. Zur Aktivierung wurde eine lokal verfügbare Biomasseasche aus Hackschnitzelholz, sowie Industriell hergestelltes KOH genutzt, da das in beiden enthaltene Kalium das umweltverträglichste Alkallion Ist. In einer Versuchsreihe wurde das Verhalten des reinen Lehms mit dem stabilisierten Material verglichen. Es wurden Festigkeitswerte, Wasserlagerungsbeständigkeit und Wasserdampfdiffusionswiderstand geprüft. T2 - Internationale Baustofftagung (ibausil) CY - Weimar, Germany DA - 13.09.2023 KW - Lehmstabilisierung KW - Alkali aktivierte Bindemittel KW - Wasserbeständigkeit KW - Putz KW - Erdbau KW - Kalzinierter Ton PY - 2023 UR - https://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/institute/fib/ibausil/ VL - 2023 SP - 1 EP - 6 PB - Sonderausgabe des Online-Journals ce/papers von Wiley AN - OPUS4-58316 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Voigt, Marieke A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit ED - Middendorf, B. ED - Fehling, E. T1 - Microstructure analysis of thermally treated ultra high performance concrete in the context of the durability performance N2 - Ultra high performance concrete (UHPC) is known for its high compressive strength of more than 150 MPa and its high durability. Thermal treatment at 90°C can accelerate the strength development so that the 28-days-strength can be achieved immediately after the treatment and an additional increase up to 30 % in some cases. The reason for the strength development is an accelerated hydration of the clinker minerals and an intensified pozzolanic reaction leading to a denser microstructure. In previous research inhomogeneities in form of a zonation after unprotected thermal treatment were observed and analysed in respect to changes in the microstructure. This zonation is defined by a different microstructure in the core compared to the outer zone in the matter of porosity, mineral phase composition and a significant change in the potassium and sulphur concentration of the zones is measurable. To isolate different transport mechanisms responsible for these element distributions UHPC samples were thermally treated at 90 °C and the microstructure was investigated under dry conditions and after immersion in water to investigate the influence of dehydration during and rehydration after the thermal treatment on the microstructure. Through durability testing via water absorption, water vapour diffusion, permeability testing and sulfuric acid resistance transport mechanisms like diffusion, migration, capillary suction are under investigation in correlation with the microstructure analysis. For the microstructure analysis measurements with µXRF, mercury intrusion porosity, XRD and SEM were conducted. T2 - HiPerMat 2020 CY - Kassel, Germany DA - 11.03.2020 KW - UHPC KW - Thermal treatment KW - Zonation KW - Transport mechanism KW - Durability PY - 2020 SN - 978-3-7376-0828-2 DO - https://doi.org/10.17170/kobra-202002271026 VL - 23 SP - 151 EP - 152 PB - Kassel University Press CY - Kassel AN - OPUS4-52373 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Voigt, Marieke A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit T1 - Investigation of the zonation of thermally treated ultra high performance concrete N2 - Ultra high performance concrete (UHPC) is characterised by its high compressive strength of more than 120 MPa and its high durability. With thermal treatment at 90°C, hydration is accelerated and a strength comparable to the 28-day strength can be achieved immediately after the treatment. In applying Optimum process conditions, the strength can be even further increased by up to 30%. Previous Research showed that thermal treatment can lead to inhomogeneities in form of a visible zonation within the cross-section, if the UHPC is not protected sufficiently from desiccation. This led to the question, to what extent the related changes in mechanical properties, microstructure and phase composition are of relevance for the performance of the UHPC. First investigations of small specimens thermally treated without protection exhibited a decrease of compressive strength, indicating that the zonation aspect requires further research. In this study the zonation of UHPC treated thermally at 90°C is investigated after applying four different procedures of treatment and curing in comparison. The samples are characterized with respect to their chemistry, mineral composition and microstructure to allow an assessment on durability and strength development, with focus on potential depth dependent changes associated with the zonation. The measurements reveal the formation of a visible zonation in case of unprotected treatment, if followed by immersion in water. The compressive strength is not significantly impaired, but a decrease in bending strength gives reason for concern. Further results allow clear correlation with changes in pore structure, whereas the interpretation of relationships with phase distribution, degree of hydration, microchemistry is more complex and therefore, provides only partial clarification. KW - UHPC KW - Thermal treatment KW - Zonation KW - Desiccation KW - Microstructure KW - Durability PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119187 VL - 254 SP - 119187 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50828 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rachmatulin, Natalia A1 - Gardei, André A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit A1 - Süßmuth, J. A1 - Gerdes, A. A1 - Ballschuh, D. A1 - Seibt, H. T1 - Funktionalisierung von Polymerfasern - ein Beitrag der Tensidchemie für dauerhafte zementgebundene Werkstoffe N2 - Im Gegensatz zur Druckfestigkeit weisen zementgebundene Werkstoffe i. a. nur geringe Zugfestigkeiten auf. Ein Weg, Zugfestigkeiten zementgebundener Werkstoffe zu erhöhen und Rissbildung aufgrund von Zugspannungen zu verringern, besteht in der Einarbeitung von Fasern, die diese Spannungen aufnehmen. Häufig eingesetzt werden Stahlfasern, obwohl synthetische Polymerfasern leichter und meist beständiger gegenüber chemischen Angriffen und Korrosion sind. Die Polymerfasern zeigen allerdings meist einen deutlich schwächeren Haftverbund, was an der hydrophoben Faseroberfläche liegt. Um nun eine Anbindung der Fasern an die mineralische Matrix zu erreichen, müssen die Faseroberflächen modifiziert werden, ohne dass die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Eine Herausforderung besteht somit in einer Oberflächenmodifikation durch eine schonende Behandlung der Fasern zur Erzeugung von anbindungsfähigen Gruppen. Durch eine Behandlung von modifizierten Fasern mit geeigneten Polymerlösungen werden die Oberflächeneigenschaften verändert und erlauben eine Anbindung an die Zementsteinmatrix. Der Einsatz von Tensiden als grenzflächenaktive Verbindungen ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Vermittlung zwischen Polymeroberflächen und mineralischen Werkstoffen. T2 - HighTechMatBau CY - Berlin, Germany DA - 31.01.2018 KW - Zementgebundene Baustoffe KW - Lichtmikroskopie KW - Röntgen-3D-Computertomographie KW - Einzelfaserdurchzugsversuch KW - Windkanal KW - Fasermodifikation KW - Oberflächenfunktionalisierung KW - Grenzflächenaktive Verbindung PY - 2018 SN - 978-3-7388-0082-1 SP - 31 EP - 35 PB - Fraunhofer IRB Verlag CY - Stuttgart AN - OPUS4-44651 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rachmatulin, Natalia A1 - Gardei, André A1 - von Werder, Julia A1 - Meng, Birgit A1 - Süßmuth, J. A1 - Gerdes, A. T1 - Funktionalisierung von Polymerfasern - ein Beitrag der Tensidchemie für dauerhafte zementgebundene Werkstoffe N2 - Im Gegensatz zur Druckfestigkeit weisen zementgebundene Werkstoffe i. a. nur geringe Zugfestigkeiten auf. Ein Weg, Zugfestigkeiten zementgebundener Werkstoffe zu erhöhen und Rissbildung aufgrund von Zugspannungen zu verringern, besteht in der Einarbeitung von Fasern, die diese Spannungen aufnehmen. Häufig eingesetzt werden Stahlfasern, obwohl synthetische Polymerfasern leichter und meist beständiger gegenüber chemischen Angriffen und Korrosion sind. Die Polymerfasern zeigen allerdings meist einen deutlich schwächeren Haftverbund, was an der hydrophoben Faseroberfläche liegt. Um nun eine Anbindung der Fasern an die mineralische Matrix zu erreichen, müssen die Faseroberflächen modifiziert werden, ohne dass die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Eine Herausforderung besteht somit in einer Oberflächenmodifikation durch eine schonende Behandlung der Fasern zur Erzeugung von anbindungsfähigen Gruppen. Durch eine Behandlung von modifizierten Fasern mit geeigneten Polymerlösungen werden die Oberflächeneigenschaften verändert und erlauben eine Anbindung an die Zementsteinmatrix. Der Einsatz von Tensiden als grenzflächenaktive Verbindungen ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Vermittlung zwischen Polymeroberflächen und mineralischen Werkstoffen. T2 - HighTechMatBau CY - Berlin, Germany DA - 31.01.2018 KW - Zementgebundene Baustoffe KW - Lichtmikroskopie KW - Röntgen-3D-Computertomographie KW - Einzelfaserdurchzugsversuch KW - Windkanal KW - Fasermodifikation KW - Oberflächenfunktionalisierung KW - Grenzflächenaktive Verbindung PY - 2018 AN - OPUS4-44652 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia A1 - Simon, Sebastian A1 - Meng, Birgit T1 - Internal sulfate resistance of concrete N2 - If the amount of sulfate within the mix design for concrete is not balanced, ettringite formation which first controls solidification continues while the concrete is hardening. Ettringite forms by reaction of sulfate contained in the cement or in some admixture with calcium aluminate (C3A) as cement component. The “late primary ettringite formation” promotes an increase in volume within the hardened concrete leading to cracks. To analyze the effect of substituting part of ordinary Portland cement (OPC) by a treated brown coal fly ash mortar bars were tested according to ASTM C452. This test method was originally developed to extrapolate from the internal to external sulfate attack and is based on the idea that by testing a concrete mixture containing sulfate the process of deterioration is accelerated because it does not have to diffuse into the concrete before reaction first. In addition to the samples prescribed in ASTM C452 further samples in the size of the German SVA procedure were tested also designed for accessing the external sulfate resistance. The results show that while the replacement of 25 % of cement by brown coal fly ash leads to length changes around the limit defined by ASTM, the substitution of 50 % cement exceeded the limit by a multiple. The progress of expansion is the very similar for the two geometries tested. In-situ XRD measurements confirmed that while for pastes made of OPC the formation of ettringite is completed after 20 hours, this is not true for the mixtures containing the brown coal fly ash. In a different study the effect of hydrothermal treatment on the phase composition of ultra-high-performance concrete was analyzed. The results show that the sulfate and aluminate resulting from the decomposition of ettringite are bound into new phases. If this binding is permanent this might allow the larger use of sulfate bearing raw materials. T2 - EuroCoalAsh 2021 Conference CY - Online meeting DA - 02.11.2021 KW - Brown coal fly ash KW - Ettringite KW - Internal sulfate resistance KW - Test methods KW - In-situ XRD KW - Hydrothermal treatment PY - 2021 SP - 131 EP - 137 CY - Thessaloniki AN - OPUS4-54133 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Biorezeptivität statt Biozide: Herausforderungen und Chancen von Biofilmfassaden N2 - Der Vortrag beschreibt die Herausforderungen bei der Konzeption biorezeptiver Betonfassaden. Es werden sowohl aktuelle Forschungsergebnisse zu einem geeigneten Materialdesign erläutert als auch die Anforderungen an die Prüfung der Biorezeptivität, die zu berücksichtigen sind. T2 - Monitoring und Simulation zur Fassadenbewertung CY - Coburg, Germany DA - 15.04.2024 KW - Begrünung KW - Biorezeptivität KW - Beton KW - Biofilm KW - Biozide PY - 2024 AN - OPUS4-62227 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - metabuilding labs: OITB presentation and how BAM an NBK can contribute N2 - The aim of the project metabuilding labs to establish an EU wide network of testing facilities and innovation services for new building envelope technologies & products is presented. Further the envisaged contribution of BAM and the private Frech research center NOBATEK is explained. T2 - ENBRI/BBRI workshop “Hygrothermal testing – a necessity to guarantee durable buildings” CY - Brussels, Belgium DA - 21.09.2022 KW - Building envelope KW - Building facade KW - Test bench KW - Pilot building KW - Open innovation testbed PY - 2022 AN - OPUS4-56389 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -