TY - JOUR A1 - Morys, Michael A1 - Häßler, Dustin A1 - Krüger, Simone A1 - Schartel, Bernhard A1 - Hothan, Sascha T1 - Beyond the standard time-temperature curve: Assessment of intumescent coatings under standard and deviant temperature curves N2 - Nowadays there are intumescent coatings available for diverse applications. There is no established assessment of their protection performance besides the standard time-temperature curve, but natural fire scenarios often play an important role. A reliable straightforward performance-based assessment is presented. The effective thermal conductivity per thickness is calculated based on intermediate-scale fire tests. The optimum thermal insulation, the time to reach it, and the time until contingent failure of the coating are used for an assessment independent of the heating curve. The procedure was conducted on four different commercially intumescent coatings for steel construction, one solvent-based, one waterborne, one epoxy-based, and a bandage impregnated with a waterborne coating. The performance was studied under four different but similar shaped heating curves with different maximum temperatures (standard time-temperature curve, hydrocarbon curve and two self-designed curves with reduced temperature). The thermal protection performance is crucially affected by the residue morphology. Therefore, a comprehensive morphology analysis, including micro-computed tomography and scanning electron microscopy, was conducted on small-scale residues (7.5 x 7.5 cm2). Two different types of inner structures and the residue surface after different heat exposures were discussed in terms of their influence on thermal protection performance. KW - Intumescence KW - Coating KW - Computed tomography KW - Small scale KW - Heating curves KW - Residue morphology PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.102951 SN - 0379-7112 VL - 112 SP - 102951 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50334 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Hauswaldt, Sebastian T1 - Kontinuumsmechanische Werkstoffmodelle zur numerischen Simulation von Stahlbauteilen im Brandfall N2 - Das nichtlineare und geschwindigkeitsabhängige Materialverhalten von Stahl wird besonders bei hohen Temperaturen sichtbar. Für Finite-Elemente-Simulationen von Stahlkonstruktionen im Brandfall sollte aus diesem Grund plastisches und geschwindigkeitsabhängiges Materialverhalten beschrieben werden. Die vorliegende Arbeit betrachtet unter diesem Aspekt bisherige Materialuntersuchungen und macht Vorschläge für dreidimensionale Materialmodelle mit entsprechenden Eigenschaften. Es werden zunächst die phänomenologischen Eigenschaften von Baustahl anhand einer Literaturrecherche analysiert, wobei verstärkt auf Untersuchungen des Materialverhaltens bei Belastungen und Aufheizprozessen, wie sie im Brandfall zu erwarten sind, geachtet wird. Die für die Bemessung von Stahlkonstruktionen gebräuchliche Spannungsbeschreibung des EC 3-1-2 wird untersucht. Es werden ihre Stärken, aber auch die zur Entwicklung einer kontinuumsmechanischen Materialformulierung fehlenden Eigenschaften, aufgezeigt. Ein nichtlinear-elastisches kontinuumsmechanisches Materialmodell der Deformationstheorie der Plastizität wird so angepasst, dass es die Spannungs-Dehnungslinien gemäß EC 3-1-2 im einachsigen Spannungszustand beschreibt. Es wird des Weiteren ein thermoelastisch-viskoplastisches Modell vorgestellt, das in der Lage ist, Kriechen und Relaxation bei Aufheiz- und Abkühlprozessen zu beschreiben. Die Struktur dieses Materialmodells wird so gewählt, dass die Parameter an hierfür geeigneten Messergebnissen leicht identifiziert werden können. Der deviatorische Anteil des Modells besteht aus einem geschwindigkeitsunabhängigen, plastischen Anteil und einem geschwindigkeitsabhängigen, viskoelastischen Anteil. Der geschwindigkeitsunabhängige, plastische Anteil wurde als Differentialgleichung auf Grundlage der so genannten endochronen Plastizitätstheorie formuliert. Die Parameter der Materialmodelle werden auf Grundlage der Messergebnisse stationärer Warmzugversuche an Baustahlproben identifiziert. Sowohl das nichtlinear-elastische EC 3-1-2-Materialmodell als auch das thermoelastisch-viskoplastische Materialmodell mit den an Baustahl angepassten Materialparametern wird numerisch für die Verwendung mit Finite-Elemente-Programmen aufbereitet und als UMAT-Subroutine für ABAQUS in der Programmiersprache FORTRAN implementiert. Hierbei wird insbesondere auf die Bereitstellung der konsistenten Tangentenoperatoren Wert gelegt, um eine effiziente numerische Berechnung bei Verwendung der Materialmodelle zu ermöglichen. Abschließend werden erste Simulationsrechnungen vorgestellt, um beispielhaft die Möglichkeiten der Anwendung der entwickelten und implementierten Materialmodelle für Simulationen von Stahlkonstruktionen im Brandfall aufzuzeigen. N2 - The non-linear and rate-dependent material behaviour of steel becomes particularly visible at high temperatures. For finite-element-simulations of steel structures in the event of fire, plastic and rate- dependent material behaviour should therefore be described. With this in mind, this thesis looks at previous material investigations and makes suggestions for three-dimensional material models with the corresponding properties. The phenomenological properties of structural steel are analysed on the basis of a literature study, whereby increased attention is paid to the material behaviour under loads and heating processes, as can be expected in the event of fire. The stress-strain-relation of the EC 3-1-2 used for the design of steel structures is examined. The advantages of this description, but also the missing properties for the development of a continuum-mechanical material formulation, are shown. A non-linear-elastic continuum mechanical material model of the deformation theory of plasticity is adapted in such a way that it describes the stress-strain curves according to EC 3-1-2 in the state of uniaxial stress. Furthermore, a thermoelastic-viscoplastic model is presented which is able to describe creep and relaxation during heating and cooling processes. The structure of this material model is chosen in such a way that the parameters can be easily identified using certain measurement results. The deviatoric part of the model consists of a rate-independent, plastic part and a rate-dependent, vis- coelastic part. The rate-independent, plastic part was formulated as a differential equation based on the endochronic theory of plasticity. The parameters of this material model are identified on the basis of the measurement results of stationary hot tensile tests on structural steel specimens. Both the non-linear-elastic EC 3-1-2 material model and the thermoelastic-viscoplastic material model with the material parameters adapted to mild steel are prepared numerically for use with finite- element-programs and implemented as UMAT-subroutines for ABAQUS in the FORTRAN code. Particular emphasis is placed on the provision of consistent tangent operators to enable efficient numerical calculation when using the material models. Finally, first finite-element-simulations are presented in order to show the possibilities of the developed and implemented material models for simulations of steel constructions in case of fire. T3 - BAM Dissertationsreihe - 167 KW - Brandschutz KW - Stahl KW - Brandverhalten KW - Finite-Elemente-Methode KW - Materialmodell KW - Eurocode 3-1-2 KW - UMAT KW - Fire prevention KW - Steel KW - Fire behaviour KW - Finite element method KW - Material model KW - Eurocode 3-1-2 KW - UMAT PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-507662 SN - 1613-4249 VL - 167 SP - i EP - 206 PB - Bundesanstalt für Materailforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-50766 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Häßler, M. A1 - Hothan, Sascha A1 - Krüger, Simone T1 - Reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen mit doppelt gekrümmter Oberfläche N2 - Reaktive Brandschutzsysteme können die Feuerwiderstandsdauer von Stahlbauteilen signifikant erhöhen. Im Brandfall schäumt das reaktive Brandschutzsystem auf und bildet um das Stahlbauteil eine thermische Schutzschicht aus. Dadurch wird die Erwärmung des Stahls verlangsamt und der temperaturbedingte Festigkeitsverlust verzögert. Reaktive Brandschutzsysteme werden überwiegend in drei Bereichen angewendet: Hochbau, Offshore bzw. maritimer Sektor sowie Tank- bzw. Behälterbau. Insbesondere bei Stahltanks und -behältern sind häufig einfach oder auch doppelt gekrümmte Bauteiloberflächen anzutreffen. Aufgrund des meist begrenzten seitlichen Expansionsvermögens von reaktiven Brandschutzsystemen kann es bei Bauteilen mit konvexer Oberflächenkrümmung zu einer Intensivierung der Rissbildung im Schaum kommen, wodurch sich häufig die thermische Schutzwirkung verschlechtert. Da zum Thema des Einflusses der Oberflächenkrümmung auf die Leistungsfähigkeit reaktiver Brandschutzsysteme bisher kaum Untersuchungen vorliegen, wurden exemplarisch zwei Tankböden mit zwei verschiedenen Trockenschichtdicken eines reaktiven Brandschutzsystems einer Brandprüfung unterzogen. Bei gleicher Trockenschichtdicke des reaktiven Brandschutzsystems zeigten die Tankböden eine wesentlich schnellere Erwärmung als ebene Stahlplatten mit vergleichbarem Profilfaktor. Die Brandprüfungen und die Ergebnisse zum Einfluss der Oberflächenkrümmung werden im Beitrag ausführlich vorgestellt und diskutiert. KW - Brandschutz KW - Stahl KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Behälter KW - Intumeszierende Beschichtung PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201900095 VL - 89 IS - 9 SP - 794 EP - 800 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-51242 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tornaghi, M. L. A1 - Tsionis, G. A1 - Pegon, P. A1 - Molina, J. A1 - Peroni, M. A1 - Korzen, Manfred A1 - Tondini, N. A1 - Covi, P. A1 - Abbiati, G. A1 - Antonelli, M. A1 - Gilardi, B. T1 - Experimental study of braced steel frames subjected to fire after earthquake N2 - The EQUFIRE project aims to study the post-earthquake fire Performance of steel frame structures and is part of the Transnational Access activities of the SERA project (www.sera-eu.org) at the ELSA Reaction Wall of the European Commission - Joint Research Centre. As it has happened in many historical occasions, after an earthquake, earthquakeinduced rupture of gas piping, failure of electrical systems, etc. may trigger fire. The structural fire performance can deteriorate because the fire acts on a previously damaged structure. In addition, the earthquake may have damaged fire protection elements and the fire can spread more rapidly if compartmentation walls have failed. This is particularly relevant for steel structures as the high thermal conductivity of elements with small thickness entails quick temperature rise with consequent fast loss of strength and stiffness. EQUFIRE studied a four-storey three-bay steel frame with concentric bracings in the central bay. The structure was designed for reference peak ground acceleration equal to 0.186g, soil type B and type 1 elastic response spectrum according to Eurocode 8. Tests were performed at the ELSA Reaction Wall and at the furnace of the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM). The experimental activities at the ELSA Reaction Wall comprise pseudo-dynamic tests on a full-scale specimen of the first storey of the building, while the upper three storeys are numerically simulated. The aim is to study the response of the structure and fire protection elements, including their interaction, under the design earthquake and for different configurations: bare frame without fire protection, specimen with three fire protection solutions (conventional and seismic-resistant boards, and vermiculite sprayed coating) applied on the bracing and one column, and with conventional and seismic-resistant fire barrier walls built in the two external bays of the specimen. The testing programme at BAM included fire tests of five columns (two specimens without fire protection elements and three specimens with the types of fire protection mentioned above). Before the fire test, each column was subjected to a horizontal and vertical displacement history resulting from the seismic action. During the fire tests, the effect of the surrounding structure was simulated by limiting the axial thermal expansion. The experimental results will serve to study the response of structural and non-structural components to fire following earthquake scenarios, with a view to improving existing design guidelines and future standards. T2 - The 17th World Conference on Earthquake Engineering - 17WCEE CY - Meeting was canceled DA - 13.09.2020 KW - Fire following earthquake KW - Concentrically braced steel frames KW - Large-scale tests KW - Pseudo-dynamic testing KW - Substructuring PY - 2020 SP - 2i-0104-1 EP - 2i-0104-12 AN - OPUS4-51426 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Daus, Lars-Hendrik A1 - Schartel, Bernhard A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Mangelsdorf, R. A1 - Korzen, Manfred T1 - A chain is no stronger than its weakest link: Weathering resistance of water-based intumescent coatings for steel applications N2 - A systematic approach was used to investigate the weathering-induced degradation of a common water–based intumescent coating. In this study, the coatings are intended for humid indoor applications on steel substrates. The coating contains ammonium polyphosphate, pentaerythritol, melamine, and polyvinyl acetate. By replacing each ingredient with a less water-soluble substance, the most vulnerable substances, polyvinyl acetate and pentaerythritol, were identified. Furthermore, the weathering resistance of the system was improved by exchanging the ingredients. The coatings were stressed by artificial weathering tests and evaluated by fire tests. Thermogravimetry and Fourier-transform infrared spectroscopy were used to study the thermal decomposition. This study lays the foundation for the development of a new generation of water-based intumescent coatings. KW - Intumescence KW - Fire resistance KW - Fire protective coatings KW - Weathering KW - Thermogravimetric analyses PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1177/0734904120961064 SN - 0734-9041 SN - 1530-8049 VL - 39 IS - 1 SP - 72 EP - 102 PB - SAGE AN - OPUS4-52015 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Mózer, V. A1 - Pokorný, M. A1 - Vlach, T. T1 - Nosné konstrukce z textilního betonu za zvýšené teploty T1 - Loadbearing structures made from textile reinforced concrete at elevated temperatures N2 - The work aims to assess the textile reinforced concrete at elevated temperatures and applications of additional fire protection as well. T2 - Fire Protection Conference CY - Ostrava, Czechia DA - 01.09.2021 KW - High Performance Concrete KW - Textile reinforcement KW - Fire test PY - 2021 SN - 978-80-7385-247-4 SP - 10 EP - 12 PB - Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství CY - Ostrava AN - OPUS4-53509 LA - ces AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard T1 - Nosné konstrukce z textilního betonu za zvýšené teploty T1 - Loadbearing structures made from textile reinforced concrete at elevated temperatures N2 - The work aims to assess the textile reinforced concrete at elevated temperatures and applications of additional fire protection as well. T2 - Fire Protection Conference CY - Ostrava, Czech Republic DA - 01.09.2021 KW - Fire test KW - High Performance Concrete KW - Textile reinforcement PY - 2021 AN - OPUS4-53510 LA - ces AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, Andre T1 - Das Abplatzverhalten von Beton im Zusammenhang mit dem Maßstabseffekt N2 - Beton, als aktuell am meisten verwendeter Baustoff ist nicht brennbar und weist zudem eine sehr geringe Temperaturleitfähigkeit auf. Er eignet sich somit gut für den baulichen Brandschutz. Jedoch neigt Beton im Brandfall zu explosionsartigen Abplatzungen, die zu einer Reduzierung des tragfähigen Querschnitts und sogar zum Versagen des Bauteils führen können. Derzeit werden thermomechanische und thermohydraulische Schädigungsprozesse als die zwei maßgeblichen Ursachen für explosionsartige Abplatzungen angesehen. Diese Schädigungsprozesse sind unter anderem abhängig von der Prüfkörpergröße, dem Wasser-Zement-Wert, der Porosität, der Permeabilität und dem Bewehrungsgrad des Bauteils. Im Rahmen des Vortrags werden die Forschungsarbeiten zum Maßstabseffekt des Abplatzverhaltens von Betonen bei Brandbeanspruchung präsentiert. Zu diesem Zweck wurden Betonprüfkörper aus sechs verschiedenen Betonmischungen in jeweils drei Prüfkörpergrößen einseitig, ohne Behinderung der thermischen Ausdehnung und ohne externe Last im Tunnelbrandprüfstand der BAM untersucht. Dieser unikale Prüfstand ermöglicht die Brandprüfung unterschiedlicher Prüfkörpergrößen unter vergleichbaren Brandbedingungen sowie die simultane Prüfung mehrerer kleinformatiger Betonprüfkörper. Das präsentierte, laufende Promotionsvorhaben basiert auf einem von der DFG geförderten Forschungsvorhaben und darauf aufbauenden Folgeuntersuchungen. Die Ergebnisse des DFG-Vorhabens zeigen einen deutlichen Maßstabseffekt mit einer starken Verringerung der Abplatztiefen bei einer Reduzierung der Prüfkörpergröße. Des Weiteren ist das Abplatzverhalten stark von der Betonmischung abhängig. Vor dem Hintergrund der Ressourcenschonung und Kostenreduzierung verfolgen die auf dem DFG-Vorhaben aufbauenden Untersuchungen das Ziel, das Abplatzverhalten großformatiger Betonprüfkörper durch kleinformatige Betonprüfkörper mit angepassten Randbedingungen nachzustellen. Hierfür wurden zwei Betonmischungen des DFG-Vorhabens verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine Anpassung der Versuchsrandbedingungen dem Maßstabseffekt entgegengewirkt werden kann. T2 - 7. Symposium 'Heißbemessung - Structural Fire Engineering' CY - Online meeting DA - 14.09.2021 KW - Maßstabseffekt KW - Beton KW - Abplatzen KW - Brand PY - 2021 AN - OPUS4-53529 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, M. A1 - Krüger, Simone T1 - Thermische Schutzwirkung von reaktiven Brandschutzsystemen auf kleinformatigen Stahlbauteilen mit gekrümmter Oberfläche T1 - Thermal protection effect of reactive fire protection systems on small-scale steel components with curved surfaces N2 - Um Stahlbauteile im Brandfall vor einer zu schnellen Erwärmung zu schützen, wird häufig auf reaktive Brandschutzsysteme (RBS) zurückgegriffen. Die Produkte eigenen sich besonders aufgrund der profilfolgenden Applikationsmöglichkeit und der vergleichsweise geringen Beschichtungsdicken. Bei einer Brandbeanspruchung schäumt das RBS auf und bildet eine thermische Schutzschicht um das Stahlprofil aus. Dadurch wird die Erwärmung des Stahls verlangsamt und der temperaturbedingte Festigkeitsverlust verzögert, wodurch sich die Feuerwiderstandsdauer des Stahlbauteils verbessert. Aus Brandversuchen ist bekannt, dass die Leistungsfähigkeit von RBS auf Stahlprofilen mit gekrümmter Oberfläche meist schlechter ausfällt als bei vergleichbaren Bauteilen mit ebener Oberfläche. Zum Einfluss der Oberflächenkrümmung auf die thermische Schutzwirkung von RBS werden in dem folgenden Beitrag sowohl theoretische Hintergründe als auch die Ergebnisse aus Brandversuchen an kleinformatigen Probekörpern vorgestellt. Die systematischen Untersuchungen zeigen, dass mit zunehmender Oberflächenkrümmung die Leistungsfähigkeit des RBS tendenziell abnimmt. Bei der Beurteilung der thermischen Schutzwirkung eines RBS sollte die Oberflächenkrümmung eines Bauteils berücksichtigt werden. Die alleinige Fokussierung auf den Profilfaktor eines Stahlprofils ist im Allgemeinen nicht ausreichend. Die Untersuchungen bilden die Grundlage für die Entwicklung von Screening-Tests zur Beurteilung der Eignung von RBS für gekrümmte Oberflächen, wodurch eine Vorauswahl von Produkten für diesen Einsatzzweck ermöglicht wird. N2 - Intumescent fire protection coatings, also referred to as reactive fire protection systems, are often used to protect steel components from heating up too quickly in the event of a fire. The products are particularly suitable due to profile-following application as well as the comparatively low coating thickness. If exposed to fire, the intumescent coating foams up and forms a thermal protective layer around the steel profile. This slows down the heating of the steel and delays the temperature-related loss of strength, which improves the fire resistance of the steel component. From fire tests it is known that the performance of intumescent coatings on steel profiles with a curved surface is usually worse than on comparable components with a flat surface. The following article presents the theoretical background as well as the results from fire tests on small-scale specimens to show the influence of surface curvature on the thermal protective effect of intumescent fire protection coatings. The systematic investigations show that with increasing surface curvature, the performance of the intumescent coating tends to decrease. When assessing the thermal protective effect of an intumescent coating, the surface curvature of a steel component should be considered. Focusing solely on the profile factor of a steel profile is generally not sufficient. The research forms the basis for the development of screening tests to assess the suitability of intumescent coatings for curved surfaces, enabling a pre-selection of products for this application. KW - Stahl KW - Brandschutz KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Brandversuche KW - Oberflächenkrümmung KW - Intumeszierende Beschichtung PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202100011 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 VL - 98 IS - 5 SP - 333 EP - 344 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-52654 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Fürst, E. A1 - Vlach, T. A1 - Repka, J. A1 - Pokorny, M. A1 - Mozer, V. T1 - Use of Cement Suspension as an Alternative Matrix Material for Textile-Reinforced Concrete N2 - Textile-reinforced concrete (TRC) is a material consisting of high-performance concrete (HPC) and tensile reinforcement comprised of carbon roving with epoxy resin matrix. However, the problem of low epoxy resin resistance at higher temperatures persists. In this work, an alternative to the epoxy resin matrix, a non-combustible cement suspension (cement milk) which has proven stability at elevated temperatures, was evaluated. In the first part of the work, microscopic research was carried out to determine the distribution of particle sizes in the cement suspension. Subsequently, five series of plate samples differing in the type of cement and the method of textile reinforcement saturation were designed and prepared. Mechanical experiments (four-point bending tests) were carried out to verify the properties of each sample type. It was found that the highest efficiency of carbon roving saturation was achieved by using finer ground cement (CEM 52.5) and the pressure saturation method. Moreover, this solution also exhibited the best results in the four-point bending test. Finally, the use of CEM 52.5 in the cement matrix appears to be a feasible variant for TRC constructions that could overcome problems with its low temperature resistance. KW - Textile-reinforced concrete KW - High-performance concrete KW - Carbon fibers KW - Cement matrix PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-527100 DO - https://doi.org/10.3390/ma14092127 SN - 1996-1944 VL - 14 IS - 9 SP - 2127 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-52710 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Vlach, T. A1 - Pokorny, M. A1 - Mozer, V. T1 - Study of Behavior of Textile-Reinforced Concrete with Epoxy Resin Matrix in Fire N2 - Textile-reinforced concrete is currently most frequently used for non-load–bearing structures, but there is a vision for also using it in load–bearing construction elements. In recent years, this construction material has been subjected to detailed examination. Different combinations of materials for potential use in textile-reinforced concrete have been described. These differ in the type of concrete mix and the composition of the textile reinforcement. The aim of this work is to test the application of a specific textile-reinforced concrete, consisting of high-performance concrete, textile reinforcement from carbon fibers and its epoxy resin matrix, at an elevated temperature. The combination of these materials makes it possible to produce subtle load–bearing structures with excellent mechanical properties. The critical issue is the behavior of these structures when exposed to fire. A series of medium-scale fire condition experiments were carried out with a temperature load based on the ISO 834 curve, followed up by mechanical tests. The aim of these experiments was to describe critical areas of textile-reinforced concrete in fire and to propose possible solutions. In an indicative fire experiment, experimental samples displayed massive spall of concrete layers, and interaction between materials was lost due to the low temperature resistance of the epoxy resin. Concurrently, the optimal quantity of polypropylene fibers was experimentally determined. This paper presents an experimental demonstration of the problematic aspects of textile-reinforced concrete and subsequent recommendations for future work with practical application in the design of load–bearing structures. KW - Textile-reinforced concrete KW - High-performance concrete KW - Carbon fibers KW - Epoxy resin KW - Load–bearing structures KW - Fire resistance PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1007/s10694-021-01116-y SN - 1572-8099 SN - 0015-2684 SP - 1 EP - 22 PB - Springer AN - OPUS4-52712 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Reaktive Brandschutzsysteme N2 - Die Präsentation gibt einen Überblick zum Anwendungsbereich und den -grenzen von reaktiven Brandschutzsystemen. Ferner werden Forschungsergebnisse der BAM vorgestellt. T2 - Stahlbau-Kalender-Tag 2022 CY - Stuttgart, Germany DA - 24.06.2022 KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Feuerwiderstand KW - Stahlbau KW - Brandversuche KW - Dauerhaftigkeit PY - 2022 AN - OPUS4-55250 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Performance of intumescent fire protection coatings applied to structural steel tension members with circular solid and hollow sections N2 - Intumescent fire protection coatings are used to improve the fire resistance of steel members. Due to slender cross-sections typically used for tension members, high demands are placed on the effectiveness and reliability of the intumescent coatings. This paper describes real-scale fire tests of intumescent coatings applied to steel tension members with circular solid and hollow sections. First, the current regulations for the application of intumescent coatings on steel tension members are discussed. After that, a comparison between the foaming behaviour and failure mechanisms of intumescent coatings applied to steel tension members with different cross-sections and loading conditions is given. Next, the experimental setup and procedure of the performed fire tests are presented. In addition, the influences of various parameters on the performance of the intumescent coating are analysed, including the geometry of the steel profile, dry film thickness of the intumescent coating, load utilisation level as well as the orientation of the member. Based on the theoretical considerations and results of the fire tests, it is evidenced that mechanically loaded fire tests are essential to assess accurately the contribution of intumescent fire protection coatings to the fire resistance of steel tension members with circular solid sections. KW - Fire tests KW - Intumescent coating KW - Reactive fire protection system KW - Steel KW - Tension members PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-548981 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2022.103605 SN - 0379-7112 VL - 131 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-54898 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard T1 - European test standard for intumescent coatings applied to steel tension bars with solid section N2 - Description of the FIRESTEMIC project and the newly developed test standard for reactive fire protection systems on steel tension members. T2 - Symposium 2022 Heißbemessung - Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Fire tests KW - Tension member KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Test standard PY - 2022 AN - OPUS4-55702 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Peter, A. A1 - Rohleder, R. A1 - Hothan, Sascha T1 - European test standard intumescent coatings applied to steel tension bars with solid section N2 - Intumescent coatings are used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Due to the thin coating thickness and the profile-following application, the architectural appearance of the steel structure can be preserved. EN 13381-8 provides regulations to determine the contribution to the fire resistance of intumescent coatings applied to steel beams and columns. The scope of this standard excludes tension members and steel members with solid sections. For products that have already been successfully tested and assessed on beams and columns, EN 13381-10 offers the possibility based on unloaded fire tests to extend the scope of application of intumescent coatings to tension bars with solid sections. This approach contradicts the national safety level in Germany, where mechanically loaded testing is mandatory. Therefore, a new part of the test standard series EN 13381 is currently developed to enable the application of intumescent coatings on steel tension bars with solid section based on mechanically loaded fire tests. BAM has already carried out numerous fire tests on loaded steel tension members with intumescent coatings. Currently, in the BAM research project FIRESTEMIC, the influence of the steel bar orientation and the profile type on the thermal performance of intumescent coatings are investigated. Both questions concerning the thermal protection ability of intumescent coatings were analysed based on three different test sets, which were carried out in the tension furnace (Fig. 1a). The fire exposure corresponds to the standard temperature-time curve according to EN 1363-1. This paper summarises the main findings from the fire tests conducted in the FIRESTEMIC project. The results serve as an experimental background for the proposal of the new standard. Regarding the bar orientation, a new test setup was developed and proposed for the new standard. The two tested commercial water-based intumescent coatings with applied dry film thickness from 1.5 mm to 2.5 mm showed only a slight dependence on the bar orientation. In terms of the steel profile type, circular and rectangular solid sections with identical section factor and applied dry film thickness were tested. It was observed that the circular solid bars with diameter 30 mm heat up faster compared to the solid rectangular bars with dimension 30×30 mm (Fig. 1b). Also at larger steel bars, i.e. diameter 40 mm and dimension 40×40 mm, the same trend occurred. Thus, it is recommended for the new test standard to allow a transfer of the test results from circular to rectangular solid sections. In addition, the paper will describe and explain the test and assessment procedure proposed for the newly developed standard. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Fire test KW - Steel KW - Tension member KW - Intumescent coating KW - Test standard PY - 2022 SP - 1 EP - 14 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-55703 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandversuch eines Stahlzuggliedes mit reaktivem Brandschutzsystem N2 - Das Poster stellt den im Rahmen des Workshops "Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung" durchgeführten Brandversuch vor. T2 - Workshop - Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung CY - Berlin, Germany DA - 06.09.2022 KW - Brandschutz KW - Brandversuch KW - Feuerwiderstand KW - Reaktives Brandschutzsystem PY - 2022 AN - OPUS4-55699 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard T1 - Research Project FIRESTEMIC - Results and Recommendations N2 - The presentation summarizes the results of the research project. T2 - Workshop 2022 - Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung CY - Berlin, Germany DA - 06.09.2022 KW - Fire tests KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Tension member PY - 2022 AN - OPUS4-55700 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Neue Prüfnorm für reaktive Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern N2 - Der Vortrag stellt den Entwurf der neuentwickelten Prüfnorm vor. T2 - Workshop 2022 - Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung CY - Berlin, Germany DA - 06.09.2022 KW - Feuerwiderstand KW - Brandschutz KW - Stahlzugglieder KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Prüfnorm PY - 2022 AN - OPUS4-55701 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Hejtmanek, P. A1 - Vlach, T. A1 - Repka, J. A1 - Mozer, V. A1 - Hajek, P. T1 - Experimental Evaluation of Carbon Reinforced TRC with Cement Suspension Matrix at Elevated Temperature N2 - Textile-reinforced concrete (TRC) is a new composite material comprising high-performance concrete and textile reinforcement from textile yarns with a matrix, usually consisting of epoxy resins (ER). The most significant advantage of ER is the homogenization of all filaments in the yarn and full utilization of its tensile potential. Nevertheless, ER matrix is a critical part of TRC design from the perspective of the fire resistance due to its relatively low resistance at temperatures of approximately 120 C. This work expands the previously performed mechanical tests at normal temperatures with cement suspension (CS) as a non-combustible material for the yarn matrix. Here, the mechanical properties of CS matrix at elevated temperatures were verified. It was found that the addition of polypropylene fibers into HPC negatively affected the mechanical results of CS matrix specimens. Simultaneously, thermal insulation effect of the covering layers with different thicknesses did not significantly influence the residual bending strength of specimens with CS matrix and achieved similar results as reference specimens. Furthermore, all specimens with ER matrix progressively collapsed. Finally, CS as a textile reinforcement of yarn matrix appears to be a suitable solution for increasing the temperature resistance of TRC structures and for substituting synthetic resins. KW - Cement matrix KW - Cement suspension KW - Carbon fibers KW - Textile reinforced concrete KW - High-performance concrete KW - Elevated temperature KW - Fire safety KW - Fire resistance PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550766 DO - https://doi.org/10.3390/polym14112174 SN - 2073-4360 VL - 14 IS - 11 SP - 1 EP - 16 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-55076 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin ED - Kuhlmann, U. T1 - Reaktive Brandschutzsysteme N2 - Die Erkenntnisse zu reaktiven Brandschutzsystemen (RBS) werden kontinuierlich erweitert, was sich in der Entwicklung neuer Produkte und der Ausweitung des durch technische Regelungen abgedeckten Anwendungsbereichs äußert. Der vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die Verwendung von RBS auf Stahlkonstruktionen. Neben einer umfassenden Darstellung der aktuellen nationalen und europäischen Regelungen zu RBS, werden technologische Besonderheiten und deren Einfluss auf den Regelungsinhalt im Beitrag thematisiert. Dabei werden neben sich abzeichnenden Neuerungen auch die entsprechenden wissenschaftlich-technologischen Grundlagen dargelegt. Ferner wird die Frage nach der Bewertung der Dauerhaftigkeit von RBS für deutlich über 10 Jahre hinausgehende Zeiträume, und den sich damit einstellenden Feuerwiderstand der Konstruktion behandelt. Der Beitrag schließt mit einer Darstellung zur aktuellen Forschung. Daraus abgeleitet wird ein Ausblick auf zukünftige Forschungsthemen. KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Stahl KW - Brandschutz KW - Feuerwiderstand PY - 2022 SN - 978-3-433-03361-6 SP - 367 EP - 400 PB - Ernst & Sohn Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-54735 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin T1 - Durability of intumescent coatings N2 - For intumescent coatings durability is an important aspect. Due to ageing, which is caused by climatic conditions, the thermal protection performance of intumescent coatings can be reduced during the working life. The national German and the European procedures to assess the durability of intumescent coatings presume a working life of 10 years. For a longer period, additional investigations are required. However, the European assessment procedure does not provide specific information how to prove a durability of more than 10 years. In addition to this formal reason, also from a scientifical position, it is necessary to investigate the degradation of intumescent coatings in detail to propose a corresponding test concept for a durability of more than 10 years. The presentation summarises the existing knowledge about the degradation behaviour and ageing of intumescent coatings. Furthermore, the results of different approaches from a recently conducted research project are presented. Starting from a water-based and an epoxy-based guide formulation, in a first approach a degradation of the intumescent coating was carried out directly during the production process, i.e. by reducing the concentration of functionally relevant chemical components. In another approach, the duration of the short-term weathering tests was significantly extended, i.e. by multiple repetition of the artificial weathering. The thermal protection performance of the intumescent coating was assessed by fire tests and tests with electrical heating source. In addition, small-scale tests were carried out to determine the thermal material properties of the intumescent coating and thermo-analytical methods were applied to characterise the degradation. Derived from this knowledge, possibilities to test and assess a working life for a period of more than 10 years are proposed. T2 - European Conference - Protective & Fire-Retardant Coatings CY - Berlin, Germany DA - 18.10.2023 KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Fire protection KW - Durability PY - 2023 AN - OPUS4-58637 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schaumann, P. A1 - Hothan, Sascha A1 - Mund, M. A1 - Häßler, Dustin A1 - Schartel, Bernhard A1 - Daus, Lars-Hendrik T1 - Bewertung des Feuerwiderstandes von Stahlkonstruktionen mit reaktiven Brandschutzsystemen unter Berücksichtigung des Alterungsverhaltens N2 - Im Rahmen des Forschungsprojektes IGF 20470N wurden Untersuchungen zum Alterungsverhalten von reaktiven Brandschutzsystemen (RBS) auf Stahlbauteilen durchgeführt. Mithilfe der Ergebnisse einer umfangreichen Literaturrecherche sowie experimentellen und numerischen Untersuchungen sollte ein Vorschlag für ein Prüfkonzept zum Nachweis einer Nutzungsdauer von RBS von mehr als 10 Jahren auf Basis von Kurzzeitversuchen abgeleitet werden. Dabei setzt die Bewertung des Alterungsverhaltens von RBS voraus, dass die Mechanismen der Alterung hinreichend bekannt sind. Dafür wurden zunächst systematisch Daten von Kurz- und Langzeitversuchen von nationalen Zulassungsprüfungen der letzten Jahrzehnte ausgewertet. Anschließend wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an einer wasserbasierten sowie einer epoxidharzbasierten Richtrezeptur durchgeführt. Da aus der Literatur bekannt ist, dass die Einflüsse der Bewitterung zu einer Veränderung der Konzentration der Bestandteile innerhalb der Beschichtung führen können, wurden Untersuchungen mit Mangelrezepturen durchgeführt, wobei systematisch einzelne Bestandteile reduziert wurden. Neben optischen Untersuchungen wurden thermoanalytische Verfahren (DSC-TG-, ATR-FTIR-, Elementar-, Farbanalyse) angewandt sowie Brandversuche an beschichteten Stahlplatten durchgeführt. Des Weiteren wurden die Richtrezepturen den beschleunigten Kurzzeitversuchen gemäß EAD 350402-00-1106 (2017) unterzogen, welche die Zulassung von Produkten auf europäischer Ebene regelt. Für die wasserbasierte Richtrezeptur wurden die Bewitterung für den feuchten Innenraum (Typ Z1) mehrfach wiederholt (1x, 3x, 6x). Für die epoxidharzbasierte Richtrezeptur entsprach die Bewitterung dem Zyklus für die Außenanwendung (Typ X). In Brandversuchen sowie thermoanalytischen und optischen Untersuchungen wurde das Alterungsverhalten sowie die thermische Schutzwirkung analysiert. Anschließend wurden numerische Simulationen von Stahlbauteilen mit gealterten RBS durchgeführt und anhand der experimentellen Untersuchungen validiert. Mithilfe der numerischen Modelle kann eine Bewertung der thermischen Schutzwirkung von Stahlbauteilen mit gealterten RBS vorgenommen werden. Mithilfe der gesammelten Erkenntnisse wurde ein Vorschlag für ein Prüfkonzept für den Nachweis einer Nutzungsdauer von mehr als 10 Jahren abgeleitet. Das Prüfkonzept besteht dabei aus einem Katalog von Möglichkeiten, die aktuellen Zulassungsprüfungen auf europäischer Ebene für eine Nutzungsdauer von 10 Jahren auf einen längeren Zeitraum zu erweitern. N2 - Within the scope of the research project IGF 20470N, investigations were carried out on the assessment of the aging behavior of intumescent coatings (ICs) for the fire protection of steel members. With the help of the results of an extensive literature research as well as experimental and numerical investigations, a proposal for a test concept for the proof of a service life of ICs of more than 10 years was to be derived on the basis of short-term tests. The evaluation of the aging behavior of ICs presupposes that the aging mechanisms are sufficiently known. For this purpose, data from short- and long-term tests of national approval tests of the last decades were first systematically evaluated. Subsequently, extensive experimental investigations were carried out on a water-based and epoxy resin-based model formulation. Since it is known from the literature that the effects of weathering may lead to a change in the concentrations of the constituents within the coating, investigations were carried out with formulations of the ICs in which individual constituents were systematically reduced. In addition to optical investigations, thermoanalytical methods (DSC-TG-, ATR-FTIR-, elemental-, color analysis) were used and fire tests were carried out on coated steel plates. Furthermore, the model formulations were subjected to the accelerated short-term tests of EAD 350402-00-1106 (2017), which regulates the approval of products at the European level. For the water-based model formulation, the weathering for the interior application with a high moisture content (type Z1) was repeated several times (1x, 3x, 6x). For the epoxy resin-based model formulation, the weathering corresponded to the cycle for exterior application (type X). Fire tests as well as thermoanalytical and optical investigations were carried out to analyze the aging behavior and the thermal protection performance. Subsequently, numerical simulations of steel members with aged ICs were carried out and validated on the basis of the experimental investigations. With the help of the numerical models, an evaluation of the thermal protection performance of steel members with aged ICs can be carried out. Bases on the findings, a proposal for a test concept for the verification of a service life of more than 10 years was derived. The test concept consists of a catalogue of possibilities for extending the current approval tests at European level for a service life of 10 years to a longer period. KW - Brandschutz KW - Dauerhaftigkeit KW - Alterung KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Brandversuche PY - 2022 UR - https://dast.deutscherstahlbau.de/veroeffentlichungen/forschungsberichte SP - 1 EP - 367 PB - Stahlbau Verlags- und Service GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-57257 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Řepka, Jakub A1 - Vlach, Tomáš A1 - Hájek, Jakub A1 - Fürst, Richard A1 - Pošta, Jan A1 - Hájek, Petr T1 - Woven Carbon-Fiber-Reinforced Polymer Tubular Mesh Reinforcement of Hollow High-Performance Concrete Beams N2 - This article presents woven carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) tubular mesh used as a reinforcement on the inner surface of hollow beams made of high-performance concrete (HPC). The tubular mesh was designed to serve as both the tensile and shear reinforcement of hollow beams intended for the construction of small self-supporting structures that could be assembled without mechanization. The reinforcement was prepared with a tri-axial weaving machine from carbon filament yarn and was homogenized using epoxy resin. The interaction of the composite reinforcement with the cementitious matrix was investigated, and the surface of the reinforcement was modified using silica sand and polyvinyl alcohol (PVA) fibers to improve cohesion. The sand coating enhanced bond strength, resulting in the significantly higher flexural strength of the hollow beam of 128%. The PVA fibers had a lower positive effect of 64% on the flexural strength but improved the ductility of the beam. Individual beams were connected by gluing steel parts directly inside the hollow core of the HPC beam. This procedure provides good interaction between the CFRP reinforcement and the glued steel insert and allows for the fast and simple assembly of structures. The weaving of additional layers of the CFRP reinforcement around HPC beams was also explored. A small structure made of the hollow HPC beams with inner composite reinforcement was constructed to demonstrate the possibilities of the presented technology. KW - Carbon-fiber-reinforced polymer KW - Woven composite reinforcement KW - Hollow concrete beams KW - High-performance concrete KW - Bond strength KW - Sand-coated KW - PVA fibers PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-607586 DO - https://doi.org/10.3390/polym15143089 VL - 15 IS - 14 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI AG AN - OPUS4-60758 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard T1 - Behaviour of textile-reinforced concrete structures at elevated temperatures N2 - Presentation of the dissertation thesis about textile-reinforced concrete structures at elevated temperatures. The presentation at the conference was requested as a part of the award ceremony for the best dissertation thesis within the WTA Young Professional Awards. T2 - WTA Days 2024 CY - Brünn, Czech Republic DA - 14.03.2024 KW - Textile-reinforced concrete KW - Fire KW - Fire resistance KW - HPC KW - Epoxy resin PY - 2024 AN - OPUS4-60812 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin A1 - Becker, Andreas A1 - Fürst, Richard A1 - Hothan, Sascha ED - Simões da Silva, Luís ED - Vila Real, Paulo ED - Santiago, Aldina ED - Craveiro, Hélder ED - Laim, Luís T1 - Fire resistance testing of steel tension members with hollow section protected by intumescent coating N2 - This book presents the proceedings of the Thirteenth International Conference Structures in Fire. The conference took place at the Department of Civil Engineering, University of Coimbra, Portugal, from 19 to 21 June 2024, under the auspices of the SIF movement. Structural fire safety is a crucial aspect of the design of buildings and infrastructures. Significant advances in research have increased the knowledge on this topic. However, until the 1990s, there were few forums for structural fire engineers to exchange ideas and share research findings. SIF (Structures in Fire) specialised workshop series was conceived in the late 1990s and the “First International SIF Workshop” was held in Copenhagen, Denmark in 2000, followed by workshops in Christchurch, New Zealand (2002), Ottawa, Canada (2004) and Aveiro, Portugal (2006). The series of workshops evolved into conferences and the 2008 event in Singapore was the fifth International Conference on Structures in Fire. This was followed by events in East Lansing, USA (2010), Zurich, Switzerland (2012), Shanghai, China (2014), New Jersey, USA (2016), Belfast, UK (2018), Brisbane, Australia (2020) and Hong Kong, China (2022). Information about previous conferences, including complete proceedings, can be found at www.structuresinfire.com. The main mission of SIF conferences is to provide an opportunity for researchers and engineers from the global structural fire engineering community to participate, share and discuss the recent findings, innovations and developments with their peers in an open and international forum. Following the great success of the previous International Conferences, the University of Coimbra was selected to host the 13th International Conference on Structures in Fire. As with most of the recent conferences, the number of papers submitted far exceeds the number of papers that can be accommodated in the three-day programme, even with two parallel sessions. SIF 2024 received 249 abstracts before the deadline and accepted 172 abstracts after the review process by at least three reviewers from the scientific committee. These proceedings represent 132 full papers, collectively representing the state of the art in fundamental knowledge and practical application of structures in fire. Forty-two countries from around the globe have contributed to them. The papers are grouped into the following research topics: Applications of Structural Fire Engineering, Composite Structures in Fire, Concrete Structures in Fire, Timber Structures in Fire, Masonry Structures in Fire, Steel Structures in Fire, Experimental Research of Structures in Fire, Numerical Modelling of Structures in Fire, Other Topics Related to Structures in Fire. Finally, the Organizing Committee would like to thank the continuous support from the SIF Steering Committee chaired by Prof Jean-Marc Franssen. We also would like to thank to the Scientific Committee chaired by Prof Paulo Vila Real, the authors and all the supporting staff (and volunteer team) from the Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE) in Coimbra, for making SIF 2024 a successful conference. DA - 19.06.2024 KW - Fire resistance KW - Fire test KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Tension member PY - 2024 DO - https://doi.org/10.30779/cmm_SIF24 SP - 1173 EP - 1183 PB - CMM – Portuguese Steelwork Association AN - OPUS4-60815 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Influence of the profile type and bar orientation on the performance of intumescent coatings applied to steel tension bars N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Especially in the case of tension bars, where mostly circular or rectangular solid sections are used, intumescent coatings offer an efficient measure to improve the fire resistance taking advantage of profile-following application and low coating thickness requirements. Thus, the architectural appearance of slender profiles can be preserved. The paper describes real-scale mechanically loaded and unloaded fire tests of circular and rectangular solid steel tension bars with intumescent coating. The aim of these tests is to investigate the influence of the different profile types as well as different bar orientations on the performance of intumescent coatings. The results are used to specify a normative test and assessment procedure to be implemented in a new European standard for determining the contribution of intumescent coatings to the fire resistance of circular or rectangular bars used as tension members. KW - Fire test KW - Intumescent coating KW - Steel tension member KW - Fire resistance PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2022.103678 SN - 0379-7112 VL - 134 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-56172 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mund, M. A1 - Häßler, Dustin A1 - Schaumann, P. A1 - Hothan, Sascha A1 - Schartel, Bernhard T1 - Experimentelle Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit von reaktiven Brandschutzsystemen N2 - Reaktive Brandschutzsysteme finden im baulichen Brandschutz Anwendung zur Erhöhung des Feuerwiderstands von Stahlkonstruktionen. Neben den Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer können damit auch Ansprüche an die Ästhetik erfüllt werden. Die profilfolgende Applikation und die geringen Trockenschichtdicken der Produkte ermöglichen es, das filigrane Erscheinungsbild von Stahlkonstruktionen aufrechtzuerhalten. Neben der thermischen Schutzwirkung muss auch die Dauerhaftigkeit der Brandschutzbeschichtung sichergestellt werden. Die Bewertungsmethoden, die auf europäischer Ebene durch das EAD 350402-00-1106 zur Verfügung stehen, zielen auf eine Nutzungsdauer von zehn Jahren ab. Prüfverfahren für einen darüber hinausgehenden Zeitraum sind nicht beschrieben. In diesem Beitrag werden experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Bewitterung auf das Expansionsverhalten, zur thermischen Schutzwirkung und zu den während des Aufschäumens im Brandfall stattfindenden Reaktionen vorgestellt. Die Versuche wurden an einem wasserbasierten und einem epoxidharzbasierten reaktiven Brandschutzsystem durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens 20470 N erzielt. KW - Brandschutz KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Brandversuche KW - Alterung KW - Dauerhaftigkeit PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1002/stab.202200063 SN - 0038-9145 VL - 92 IS - 2 SP - 93 EP - 102 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-56346 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Fürst, Richard A1 - Peter, A. A1 - Wöhr, M. A1 - Rohleder, R. T1 - Entwicklung einer europäischen Prüfnorm zur Bestimmung des Feuerwiderstands von Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung anhand belasteter Brandprüfungen T1 - Development of a European test standard for the determination of the fire resistance of steel tension members with intumescent fire protection coating based on loaded fire tests N2 - Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein standardisiertes Prüf- und Bewertungsverfahren zur Bestimmung des Beitrags reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) zum Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern zu erarbeiten und dieses in ein Entwurfsdokument für eine europäische Prüfnorm zu überführen. Hierzu wurden einerseits bereits vorhandene Erfahrungen und Erkenntnisse genutzt und andererseits mittels Brandversuchen neue Prüfdaten zur Beantwortung bisher offengebliebener Aspekte zum Einfluss der Bauteilorientierung und Profilart erzeugt und ausgewertet. Dadurch wird die prüftechnische Grundlage für eine sichere, zulassungsbasierte Anwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf zugbeanspruchten Stahlbauteilen gelegt und ein einheitliches Sicherheitsniveau etabliert. Der im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelte Normentwurf wurde mit den Fachexperten der zuständigen nationalen und europäischen Normungsgremien diskutiert und abgestimmt. Das erarbeitete Prüf- und Auswertungsverfahren basiert auf der Durchführung von Brandversuchen an mechanisch belasteten Stahlzuggliedern mit RBS. Ergänzend sind unbelastete Brandversuche zur Beurteilung des Einflusses der Bauteilorientierung sowie der Eignung bei Schwelbrandbeanspruchung möglich. Die im Projekt durchgeführten experimentellen Untersuchungen liefern die Grundlage für den im Normenentwurf vorgeschlagenen Prüfaufbau der mechanisch belasteten und unbelasteten Brandversuche. Ferner konnte durch die Untersuchungen gezeigt werden, dass sich unter bestimmten Voraussetzungen die Prüfergebnisse von Stahlzuggliedern mit Kreisvollprofil ohne zusätzliche Brandversuche auf entsprechende Zugglieder mit Rechteckvollprofil übertragen lassen. Darüber hinaus konnte belegt werden, dass die Leistungsfähigkeit eines RBS aufgrund unterschiedlicher Bauteilorientierungen abnehmen kann und daher zwingend beim Anwendungsbereich des RBS zu berücksichtigen ist. Hierzu wird ein Temperaturdifferenz-kriterium vorgeschlagen, bei dessen Einhaltung die Wirksamkeit des RBS bei von der horizontalen Referenzorientierung abweichenden Bauteilneigungen noch gleichwertig gegeben ist. Andernfalls bietet der Normenentwurf die Möglichkeit die reduzierte thermische Schutzwirkung des RBS im Assessment zu berücksichtigen. Die Ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben wurden bereits auf einem wissenschaftlichen Symposium vorgestellt sowie in einer referierten Fachzeitschrift publiziert. Ferner wurden die Informationen zum Forschungsprojekt und dem Normenentwurf im Rahmen eines Anwenderworkshops interessierten Kreisen zugänglich gemacht. Der im Projekt ausgearbeitete Normenentwurf wird dem zuständigen europäischen Normungsgremien, CEN/TC 127/WG 1, zur Verfügung gestellt und dort zur Abstimmung gestellt. KW - Normung KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Stahl KW - Zugglied KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuche PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-569363 SP - 1 EP - 57 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56936 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Řepka, Jakub A1 - Vlach, Tomáš A1 - Hájek, Jakub A1 - Fürst, Richard A1 - Hájek, Petr T1 - Flexural behavior of hollow HPC beams with cross-wound CFRP shear reinforcement N2 - This article presents cross-wound carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) shear reinforcement of hollow high-performance concrete (HPC) beams. A removable mold used to form the core of the hollow elements was utilized for reinforcement positioning. Basalt fiber-reinforced polymer (BFRP) tensile reinforcement was attached to the removable mold by spacers, and the CFRP shear reinforcement was cross-wound around the BFRP bars from carbon rovings oriented at ± 45° from the longitudinal axis. The flexural, and shear performance of the hollow HPC structural beams was evaluated. To set a comparison, specimens without any shear reinforcement and specimens made of HPC with 80 kg/m3 of dispersed short steel fibers were tested alongside them. The shear capacity of the specimens with CFRP reinforcement evaluated in a three-point bending test was up to 73 % higher compared to those with dispersed steel fibers. The cross-wound CFRP reinforcement also complemented the BFRP tensile reinforcement, as for specimens that failed in tension, the ones with CFRP reinforcement achieved 25 % higher ultimate flexural strength compared to those with dispersed steel fibers. The inclined CFRP mesh affected the orientation of the critical shear crack resulting in higher shear capacity at a longer shear span. Direct effect of the longitudinal reinforcement ratio on the shear capacity was observed. KW - Hollow beam KW - Cross-wound reinforcement KW - Shear capacity KW - Carbon FRP (CFRP) KW - Basalt FRP (BFRP) KW - High-performance concrete (HPC) PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2024.119055 VL - 322 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61262 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin A1 - Mund, Maximilian A1 - Daus, Lars-Hendrik A1 - Hothan, Sascha A1 - Schaumann, Peter A1 - Schartel, Bernhard T1 - Durability of intumescent coatings and recommendations for test concepts for a working life of more than 10 years N2 - It is an essential requirement for all building products to ensure durability of their fire safety. Throughout the working life of products, intumescent coatings are aged by certain climatic factors. To predict a lifetime of several years, generally the behaviour of the intumescent coating is extrapolated based on accelerated artificial ageing. The established German and European procedures to assess the durability assume a working life of at least 10 years. For a longer period, additional evidence is required; yet the procedure and the specifications to justify this are not described. In addition to addressing this formal lack, from a scientific point of view it is necessary to investigate the degradation of intumescent coatings in detail and to propose a reliable test concept to assess durability for more than 10 years. This paper summarises the existing knowledge about the ageing of intumescent coatings. The results of various demanding weathering approaches are presented for two intumescent coatings tested in a joint research project. Moreover, formulations with a reduced amount of functionally relevant components were analysed to gain insight into the associated effects. Derived from these research results and knowledge, recommendations are proposed to assess the durability of intumescent coatings for more than 10 years based on a combination of verifications. KW - Ageing KW - Fire protection KW - Intumescent coating KW - Steel construction KW - Working life PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-603852 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2024.104173 SN - 0379-7112 VL - 146 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-60385 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin T1 - Fire resistance testing of steel tension members with hollow section protected by intumescent coating N2 - Steel tension members with hollow sections are used in applications such as trusses. To ensure the fire resistance, the steel must be prevented from heating up too quickly. A suitable solution is the application of intumescent coatings. However, the approval-based scope of application of these products generally does not include steel tension members with hollow section. This is mainly due to the lack of a corresponding European test and assessment standard. To investigate the characteristics to be considered when testing these structural members and assessing the contribution of the intumescent coating to the fire resistance, several mechanically loaded fire tests were carried out using a special tension test furnace. The fire tests have shown that intumescent coatings can provide a significant improvement in the fire resistance of steel tension members with hollow section. However, this specific application generally places particularly high demands on the performance of the intumescent coating. This is partly due to the four-sided fire exposure and the mainly filigree cross sections, which both result in high section factors. In addition, there is an increased crack formation due to the tensile load. As a result, the thermal protection of the tested intumescent coating on the tension members decreased compared to columns with the same section factor and fire exposure. Consequently, the presence of a mechanical load in the fire test as well as the type of loading affect the thermal protective performance of the intumescent coating and shall be considered. T2 - Structures in Fire Conference 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - Fire resistance KW - Fire test KW - Intumescent coating KW - Steel KW - Tension member PY - 2024 AN - OPUS4-60389 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Building acoustic analysis of doubly curved beam like shell floors made of CFRP prestressed concrete and its integration into an interdisciplinary optimisation tool N2 - An optimisation tool was developed to reduce the embodied carbon of floor systems. The consideredsystem consists of a doubly curved beam-like shell made of carbon-fibre-reinforced polymer (CFRP) prestressed concrete and an infill layer. The thin-walled design of the system makes it susceptible to sound excitation. Therefore, the optimisation tool considers the static ultimate and serviceability limit states and the sound insulation aspect. Due to a lack of experience with the building acoustic properties of this floor system, it is, in practice, often simplified as a homogeneous floor. This paper aims to investigate its acoustic behaviour in more detail using numerical simulations and to integrate the gained knowledge into the optimisation tool. For this purpose, a simulation concept is set up and implemented. Simulations are carried out for different combinations of geometry and material parameters of the floor system. The data obtained is summarised into linear regression equations that estimate the weighted airborne sound reduction index and the weighted equivalent normalised impact sound pressure level of the system. The optimisation results based on these equations show a clear difference compared to those based on the above-mentioned simplified approach. T2 - IASS 2024 CY - Zurich, Switzerland DA - 26.08.2024 KW - Building acoustic simulation KW - Impact sound pressure level KW - Airborne sound reduction index KW - Doubly curved beam-like shells KW - Optimisation tool KW - Embodied carbon KW - Parametric design KW - Interdisciplinary optimisation PY - 2024 AN - OPUS4-61131 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vlach, Tomáš A1 - Řepka, Jakub A1 - Hájek, Jakub A1 - Pošta, Jan A1 - Fürst, Richard A1 - Hájek, Petr T1 - Shear Capacity of Hollow High-Performance Concrete Beams with Cross-Wound Carbon Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement N2 - This paper introduces cross-wound CFRP shear reinforcement of hollow HPC beams. The CFRP reinforcement was manufactured in the form of a square tubular mesh from carbon rovings oriented at ±45° from the longitudinal axis. The shear reinforcement was made in two variants from carbon yarns with linear densities of 1600 and 3700 tex. Tensile reinforcement made of BFRP bars was positioned directly around the hollow core and was used as a platform for manual winding of the shear reinforcement. The hollow beams were subjected to a three-point bending test with four configurations of the tensile BFRP reinforcement for better evaluation of the effect of the shear reinforcement under different conditions. The 1600 tex shear reinforcement increased the ultimate flexural strength by at least 89% compared to specimens without any shear reinforcement. The 3700 tex shear reinforcement yielded slightly better results in most cases but was not utilized to its full shear capacity as these specimens always failed in shear due to the delamination of the concrete matrix from the shear reinforcement. There was too much reinforcement in the beam cross-section. KW - Hollow concrete beam KW - Shear reinforcement KW - Composite reinforcement KW - Woven reinforcement KW - Cross-wound reinforcement KW - Fiber-reinforced polymer KW - High-performance concrete PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-623868 DO - https://doi.org/10.3390/polym17010075 SN - 2073-4360 VL - 17 IS - 1 SP - 1 EP - 13 PB - MDPI AN - OPUS4-62386 LA - eng 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 - CONF ED - Weise, Frank ED - Stelzner, Ludwig ED - Dehn, F. T1 - 7th international workshop on concrete spalling due to fire exposure - Proceedings N2 - The fire-induced spalling behaviour of concretes has a huge effect on the fire resistance of concrete components. Therefore, fire performance must be taken into account in the design and dimensioning of concrete structures. The use of new types of concrete and different types of cement or binder must also be considered. Despite decades of research, the mechanisms underlying the spalling phenomenon are not yet fully understood. However, knowledge about these mechanisms is the prerequisite for predicting the spalling behaviour as accurately as possible. Experimental research from material characterisation on the micro scale up to full-sized fire tests as well as the simulation and modelling of fire-induced damage processes offer the opportunity to investigate the spalling behaviour of concrete. Thereby, a variety of influencing parameters must be regarded. Against this background, the effect of avoidance strategies can be evaluated. Since 2009, the International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure (IWCS) offers a platform to get in touch with researchers and practitioners, exchange the latest research results and newly acquired data from real fire scenarios, and discuss current developments in the field of concrete spalling. After the successful workshops in Leipzig (Germany), Delft (Netherlands), Paris (France), Borås (Sweden) and Sheffield (United Kingdom), the 7th International Workshop IWCS took place in Berlin at BAM. It provided insights into the work of two RILEM Technical Committees. Based on this, various results of screening tests and large-scale tests for the assessment of the fire-induced spalling behaviour of concretes were presented, taking into account a large number of influencing parameters. Further topics of the workshop were the analysis of the mechanisms for the spalling phenomenon as well as the modelling and simulation of the spalling processes. A large part of the workshop was devoted to the high-temperature behaviour of various types of concrete. The workshop was dedicated to Prof. Diederichs, who passed away on 20 January 2022. With his death, the spalling community lost an internationally renowned expert in the field of fire behaviour of concrete and reinforced concrete components. He played a decisive role in the design of all previous RILEM TCs on the high temperature and fire behaviour of concretes and reinforced concrete components. T2 - IWCS 2022 CY - Berlin, Germany DA - 12.10.2022 KW - High temperature behaviour of concretes KW - Concrete spalling due to fire exposure KW - Screening-tests KW - Large-scale tests KW - Mechanisms for the spalling phenomenon KW - Modelling and simulation KW - Fire behaviour of concretes PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560798 SP - 1 EP - 257 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56079 LA - eng 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 - TY - CONF A1 - Pittrich, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weise, Frank T1 - Fire-induced spalling of normal strength concrete with different types of blended Portland cement N2 - The cement industry is looking to reduce its overall CO2 footprint. Greener manufacturing can be achieved by the introduction of more clinker-reduced cements. Concrete exposed to fire tends to show explosive spalling caused by thermomechanical and thermohydraulic processes. It is therefore essential to determine how concretes with clinker-reduced cements behave under fire exposure, especially for concretes containing calcined clays, as these are expected to be the supplementary cementitious material of the future. In this paper, normal strength concretes with four different cements (CEM I, CEM II/A-LL, CEM III/A and CEM II/B-Q) were examined for their fire-induced spalling behaviour. In addition, a mix with PP fibres was investigated for each concrete. The experiments were conducted on ring-restrained cylindrical specimens exposed to the hydrocarbon fire curve. The results showed that the cement type influences spalling behaviour. Samples with CEM I spalled the least, followed by CEM II/A-LL and CEM III/A. Finally, samples with CEM II/B-Q showed the most severe damage. It was found that the spalling behaviour of different concretes correlates with the moisture content before exposure to fire, meaning that higher moisture content leads to higher spalling susceptibility. The use of 2 kg/m³ PP fibres completely inhibited spalling regardless of the cement type used and therefore remains a successful avoidance strategy. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - Fire-induced concrete spalling KW - Concrete KW - Blended Portland cement KW - SCM KW - PP-fibres PY - 2024 SN - 978-989-35292-2-5 DO - https://doi.org/10.30779/cmm_SIF24 VL - 1st Edition SP - 461 EP - 471 AN - OPUS4-60809 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dombrowski, M. A1 - Hückler, A. A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Heidemann, L. A1 - Reinhold, S. A1 - Zeitler, B. A1 - Früke, J. A1 - Lenz, T. A1 - Theuerkauf, H. A1 - Söll, S. A1 - Reyher, B. A1 - Schlaich, M. T1 - Innovative lightweight floors made of prestressed CFRP-reinforced concrete – from research to construction practice N2 - The presented joint research project “CaPreFloor”, which started in 2023, aims to employ prestressed textile-reinforced concrete using carbonfibre-reinforced polymer (CFRP) to design lightweight floor elements. This allows the reduction of common steel-reinforced concrete floors of 30 cm thickness to a maximum of 6 cm for office, residential, and hotel buildings. Lower material consumption significantly contributes to the conservation of resources and minimises the carbon footprint. In addition, the prefabrication of these floor elements results in high and consistent quality, short construction times and enhanced reusability of the components. A team of experts from various research and practice fields works on this project to achieve the set goal. Currently, open questions include the anchorage and load transfer of the prestressed CFRP reinforcement, structural failure indication, the behaviour of CFRP reinforcement and high-performance concrete at elevated temperatures, as well as fire resistance and sound insulation. As a result, an extensive test programme on different size scales will be conducted. Practical aspects, such as design, field of application and life cycle, as well as the development of an automated production plant, are also considered. The paper will present considerations related to the geometry and design, material selection, manufacturing, ecological footprint, and intended experimental test programme. Four different geometries and two different CFRP reinforcements are being examined. As a result, the developed floor must fulfil all practical requirements in building construction. T2 - XI International Symposium on Fiber Reinforced Concrete (Befib 2024) CY - Dresden, Germany DA - 15.09.2024 KW - Lightweight floor system KW - Prestressed CFRP concrete KW - Fire resistance KW - Sound insulation PY - 2024 SP - 246 EP - 256 AN - OPUS4-62431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim 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 CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 AN - OPUS4-61402 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. 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 CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 270 EP - 277 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61401 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. T1 - Anwendung der Substrukturtechnik zur Untersuchung des Feuerwiderstands von Stützen unter Zwang 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 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 SP - 40 EP - 60 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-61234 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim T1 - Anwendung der Substrukturtechnik zur Untersuchung des Feuerwiderstands von Stützen unter Zwang 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 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbeton KW - Stützen KW - Zwang KW - Brandschutz PY - 2024 AN - OPUS4-61232 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittrich, Tim T1 - Fire-induced spalling of normal strength concrete with different types of blended Portland cement N2 - The cement industry is looking to reduce its overall CO2 footprint. Greener manufacturing can be achieved by the introduction of more clinker-reduced cements. Concrete exposed to fire tends to show explosive spalling caused by thermomechanical and thermohydraulic processes. It is therefore essential to determine how concretes with clinker-reduced cements behave under fire exposure, especially for concretes containing calcined clays, as these are expected to be the supplementary cementitious material of the future. In this paper, normal strength concretes with four different cements (CEM I, CEM II/A-LL, CEM III/A and CEM II/B-Q) were examined for their fire-induced spalling behaviour. In addition, a mix with PP fibres was investigated for each concrete. The experiments were conducted on ring-restrained cylindrical specimens exposed to the hydrocarbon fire curve. The results showed that the cement type influences spalling behaviour. Samples with CEM I spalled the least, followed by CEM II/A-LL and CEM III/A. Finally, samples with CEM II/B-Q showed the most severe damage. It was found that the spalling behaviour of different concretes correlates with the moisture content before exposure to fire, meaning that higher moisture content leads to higher spalling susceptibility. The use of 2 kg/m³ PP fibres completely inhibited spalling regardless of the cement type used and therefore remains a successful avoidance strategy. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - Fire-induced concrete spalling KW - Normal strength concrete KW - Blended Portland cement KW - SCM KW - PP-fibres PY - 2024 AN - OPUS4-60521 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittrich, Tim 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 - Beton KW - Brandinduziertes Abplatzen KW - Klinkereffiziente Zemente KW - PP-Fasern PY - 2024 AN - OPUS4-61414 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kremberg, Jan A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern T1 - Fire testing of loaded carbon tension members N2 - Die Anwendung von Zuggliedern aus Carbon ist durch die außergewöhnlich gute Ermüdungs- sowie hohe Zugfestigkeit des Werkstoffs motiviert. Ferner ergibt sich gegenüber Stahl eine deutliche Reduzierung des Querschnitts. Perspektivisch sollen damit u. a. Stahlzugglieder im Netzwerkbogenbrückenbau ersetzt werden. Das Tragverhalten von Carbonzuggliedern im Brandfall ist jedoch bislang unbekannt. Daher wurden mittels Bauteilbrandversuchen die Versagensmechanismen untersucht sowie anhand gewonnener Versuchsdaten eine exemplarische Einschätzung zur Gleichwertigkeit gegenüber konventionellen Stahlzuggliedern vorgenommen. Der Beitrag beschreibt realmaßstäbliche Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern, die im Rahmen des Verbundforschungsvorhabens NeZuCa durchgeführt wurden. Das Versuchsprogramm umfasste vier Carbonzugglieder mit kreisrunden Querschnitten in zwei verschiedenen Durchmessern, 36 mm und 51 mm. In Ermangelung eines präskriptiven Brandszenarios für den im Projekt vorgesehenen Anwendungsfall und aus Gründen der Vergleichbarkeit erfolgte die Brandbeanspruchung nach Einheitstemperaturzeitkurve (ETK). Neben den Längsverformungen der Zugglieder wurden auch die Bauteil und Brandraumtemperaturen aufgezeichnet. KW - Netzwerkbogenbrücke KW - Carbonzugglied KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuche PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1002/stab.202200081 SN - 1437-1049 SN - 0038-9145 VL - 92 IS - 7 SP - 427 EP - 436 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-57926 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Development of an in situ test method to assess the fire resistance of steel members with applied intumes-cent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is delayed, and a higher fire resistance can be achieved. Generally, the scope of application and the durability of intumescent coatings are described in national approvals or European Technical Assessment (ETA) documents. Due to environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce their durability and thermal protection performance. Available in situ methods to investigate the performance of applied intumescent coatings, such as visual inspection, flame exposure testing, adhesive tensile tests or chemical analysis, are not fully conclusive. Therefore, in the civil engineering practice, there is an increasing demand to verify the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coatings necessary in several cases, e.g., the working life is exceeded, the visual appearance of the intumescent coating changed or the information about the applied product is missing. The research presented in the paper shows the progress of the ongoing research project "INSIST" at BAM [1], where a new in situ method is being developed to assess the actual fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation is based on a development of the in situ test procedure and a mobile prototype furnace. T2 - 10th Symposium Structural Fire Engineering CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-61275 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig 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 - Carbonbetontage 2024 CY - Dresden, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Abplatzverhalten PY - 2024 AN - OPUS4-62429 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Non-destructive testing application examples using the NMR core-analyzing tomograph N2 - Nuclear magnetic resonance (NMR) with focus on 1H protons is increasingly applied for non-destructive testing applications. Besides mobile NMR, laboratory devices such as the NMR core-analyzing tomograph are used. As their magnetic field is more homogeneous, they enable measurements with higher signal-to-noise ratios (SNR), but with limited sample sizes. The tomograph presented here (8.9 MHz) was constructed for a maximum sample diameter of 70 mm and length of up to 1 m. The resolution, the echo time (min. 50 µs), the SNR and the measurement type can be adjusted by means of exchangable coils. The tomograph enables measurements along the complete sensitive length, slice-selective and even 2- or 3-dimensional measurements. A movable sample lifting system thereby allows a precise positioning of the sample. T2 - Magnetic Resonance in Porous Medie (MRPM) 2022 CY - Online meeting DA - 21.08.2022 KW - Spalling KW - Nuclear magnetic resonance KW - Tomography KW - Moisture transport KW - Frost salt attach PY - 2022 AN - OPUS4-55828 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pimienta, Pierre A1 - McNamee, Robert A1 - Robert, Fabienne A1 - Boström, Lars A1 - Huang, Shan-Shan A1 - Mróz, Katarzyna A1 - Davie, Colin A1 - Mohaine, Siyimane A1 - Alonso, Maria Cruz A1 - Bodnarova, Lenka A1 - Bosnjak, Josipa A1 - Dal Pont, Stefano A1 - Dao, Vinh A1 - Dauti, Dorjan A1 - Dehn, Frank A1 - Felicetti, Roberto A1 - Hager, Izabela A1 - Hela, Rudolf A1 - Hozjan, Tomaz A1 - Juknat, Michael A1 - Jumppanen, Ulla-Maija A1 - Kirnbauer, Johannes A1 - Kolsek, Jerneja A1 - Korzen, Manfred A1 - Lakhani, Hitesh A1 - Lion, Maxime A1 - Lo Monte, Francesco A1 - Maluk, Cristian A1 - Meftah, Fekri A1 - Miah, Md Jihad A1 - Millard, Alain A1 - Mindeguia, Jean-Christophe A1 - Moreau, Bérénice A1 - Msaad, Yahia A1 - Ozawa, Mitsuo A1 - Pesavento, Francesco A1 - Pham, Duc Toan A1 - Pistol, Klaus A1 - Rickard, Ieuan A1 - Rodrigues, Joao Paulo Correia A1 - Roosefid, Mohsen A1 - Schneider, Martin A1 - Sharma, Umesh Kumar A1 - Sideris, Kosmas A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weber, Benedikt A1 - Weise, Frank T1 - Recommendation of RILEM TC 256-SPF on fire spalling assessment during standardised fire resistance tests: complementary guidance and requirements N2 - The recommendation is based on the co-authors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF “Spalling of concrete due to fire: testing and modelling”. It aims to provide useful information, guidance and best practices in fire spalling assessment to laboratories that perform large-scale tests based on fire resistance test standards. It provides guidance on the spalling observation techniques during testing, as well as post-test spalling quantification/assessment methods. This document is intended to be used in conjunction with the fire resistance test standards, e.g. EN 1363-1 and ISO 834-1. KW - Concrete KW - Fire spalling KW - Large scale tests KW - Standardised fire resistance tests PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-023-02248-z SN - 1871-6873 VL - 57 IS - 1 SP - 1 EP - 12 PB - Springer CY - Dordrecht AN - OPUS4-59288 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pimienta, Pierre A1 - McNamee, Robert A1 - Hager, Izabela A1 - Mróz, Katarzyna A1 - Boström, Lars A1 - Mohaine, Siyimane A1 - Huang, Shan-Shan A1 - Mindeguia, Jean-Christophe A1 - Robert, Fabienne A1 - Davie, Colin A1 - Felicetti, Roberto A1 - Miah, Md Jihad A1 - Lion, Maxime A1 - Lo Monte, Francesco A1 - Ozawa, Mitsuo A1 - Rickard, Ieuan A1 - Sideris, Kosmas A1 - Alonso, Maria Cruz A1 - Millard, Alain A1 - Jumppanen, Ulla-Maija A1 - Bodnarova, Lenka A1 - Bosnjak, Josipa A1 - Dal Pont, Stefano A1 - Dao, Vinh A1 - Dauti, Dorjan A1 - Dehn, Frank A1 - Hela, Rudolf A1 - Hozjan, Tomaz A1 - Juknat, Michael A1 - Kirnbauer, Johannes A1 - Kolsek, Jerneja A1 - Korzen, Manfred A1 - Lakhani, Hitesh A1 - Maluk, Cristian A1 - Meftah, Fekri A1 - Moreau, Bérénice A1 - Pesavento, Francesco A1 - Pham, Duc Toan A1 - Pistol, Klaus A1 - Correia Rodrigues, Joao Paulo A1 - Roosefid, Mohsen A1 - Schneider, Martin A1 - Sharma, Umesh Kumar A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weber, Benedikt A1 - Weise, Frank T1 - Recommendation of RILEM TC 256-SPF on the method of testing concrete spalling due to fire: material screening test N2 - The recommendation is based on the coauthors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF ‘‘Spalling of concrete due to fire: testing and modelling’’. The Committee has defined two types of screening tests for characterization of concrete propensity to fire spalling: Material screening tests and Product screening tests. Definitions of both types of tests are given in the paper. The following recommendations apply to Material screening tests. The material screening tests described in these recommendations are a set of minimum requirements to test concrete spalling propensity (for example, the minimal specimen size). This document covers the aspects of concrete characterization, specimen geometries, storage conditions, test methods and measured parameters. KW - Concrete KW - Fire Spalling KW - Screening tests KW - High temperature PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-023-02202-z VL - 56 IS - 9 SP - 1 EP - 12 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-60635 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, Andre A1 - Hothan, Sascha A1 - Rogge, Andreas T1 - Das Abplatzverhalten von Beton im Zusammenhang mit dem Maßstabseffekt N2 - Beton, als aktuell am meisten verwendeter Baustoff ist nicht brennbar und weist zudem eine sehr geringe Temperaturleitfähigkeit auf. Er eignet sich somit gut für den baulichen Brandschutz. Jedoch neigt Beton im Brandfall zu explosionsartigen Abplatzungen, die zu einer Reduzierung des tragfähigen Querschnitts und sogar zum Versagen des Bauteils führen können. Derzeit werden thermomechanische und thermohydraulische Schädigungsprozesse als die zwei maßgeblichen Ursachen für explosionsartige Abplatzungen angesehen. Diese Schädigungsprozesse sind unter anderem abhängig von der Prüfkörpergröße, dem Wasser-Zement-Wert, der Porosität, der Permeabilität und dem Bewehrungsgrad des Bauteils. Im Rahmen des Vortrags werden die Forschungsarbeiten zum Maßstabseffekt des Abplatzverhaltens von Betonen bei Brandbeanspruchung präsentiert. Zu diesem Zweck wurden Betonprüfkörper aus sechs verschiedenen Betonmischungen in jeweils drei Prüfkörpergrößen einseitig, ohne Behinderung der thermischen Ausdehnung und ohne externe Last im Tunnelbrandprüfstand der BAM untersucht. Dieser unikale Prüfstand ermöglicht die Brandprüfung unterschiedlicher Prüfkörpergrößen unter vergleichbaren Brandbedingungen sowie die simultane Prüfung mehrerer kleinformatiger Betonprüfkörper. Das präsentierte, laufende Promotionsvorhaben basiert auf einem von der DFG geförderten Forschungsvorhaben und darauf aufbauenden Folgeuntersuchungen. Die Ergebnisse des DFG-Vorhabens zeigen einen deutlichen Maßstabseffekt mit einer starken Verringerung der Abplatztiefen bei einer Reduzierung der Prüfkörpergröße. Des Weiteren ist das Abplatzverhalten stark von der Betonmischung abhängig. Vor dem Hintergrund der Ressourcenschonung und Kostenreduzierung verfolgen die auf dem DFG-Vorhaben aufbauenden Untersuchungen das Ziel, das Abplatzverhalten großformatiger Betonprüfkörper durch kleinformatige Betonprüfkörper mit angepassten Randbedingungen nachzustellen. Hierfür wurden zwei Betonmischungen des DFG-Vorhabens verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine Anpassung der Versuchsrandbedingungen dem Maßstabseffekt entgegengewirkt werden kann. T2 - 7. Symposium 'Heißbemessung - Structural Fire Engineering' CY - Online meeting DA - 14.09.2021 KW - Maßstabseffekt KW - Beton KW - Abplatzen KW - Brand PY - 2021 SP - 1 EP - 12 PB - Technische Universität Braunschweig AN - OPUS4-53528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig T1 - Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahn-Decken 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 - Dauerhaftigkeit KW - Betonfahrbahndecken KW - Bundesautobahnnetz KW - Innenhydrophobierung PY - 2024 AN - OPUS4-61738 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig T1 - Feuerwiderstand vorgespannter Carbonbetondecken – Abplatz- und Hochtemperaturverhalten 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 - Abplatzverhalten KW - CaPreFloor KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand PY - 2024 AN - OPUS4-61424 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Zum Feuerwiderstand von filigranen Deckenelementen aus vorgespanntem Carbonbeton N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle von herkömmlichem Spannstahl ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Das Carbongelege besteht aus Carbonfasern in einer Kunststoffmatrix. Mit dieser Bauweise können dünnwandige und damit ressourcenschonende Deckenelemente realisiert werden. Der Wechsel von massiven zu filigranen und vergleichsweise leichten Bauteilen führt jedoch aufgrund der geringeren Masse und der damit einhergehenden schnelleren Erwärmung zu einer Abnahme des Feuerwiderstands. Ferner führt die Erweichung der Matrix im Brandfall zu einer Abnahme der Verbundfestigkeit zwischen Carbongelege und Beton. Die Brennbarkeit des Carbongeleges sowie die Abplatzneigung des verwendeten Feinbetons stellen weitere Herausforderungen für den baulichen Brandschutz dar. 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-Punkt-Biegeversuche an balkenförmigen Prüfkörpern (150 x 30 x 6 cm³) mit einlagiger Carbonbewehrung und instationärer Temperaturbeanspruchung durchgeführt. Neben dem Vorspanngrad des Carbongeleges wurde auch der Gelegetyp variiert. Im Bereich der konstanten Biegezugzone erfolgt die einseitige Erwärmung mittels elektrisch betriebener Heizmatten. Während der kontinuierlichen Erwärmung werden die Prüfkörper mit einer konstanten Kraft belastet, deren Betrag aus zuvor durchgeführten Biegeversuchen bei Raumtemperatur abgeleitet wurde. Die Abplatzversuche werden mit Einheits-Temperaturzeitkurve an rechteckigen (60 x 60 x 6 cm³) und kreisrunden (Ø 47 x 6 cm³), plattenförmigen Prüfkörpern am 1m³-Ofen der BAM durchgeführt. Die kreisrunden Prüfkörper sind zusätzlich mit einem Stahlring zur Behinderung der thermischen Dehnung des Betons versehen. Um den Einfluss des Geleges auf das Abplatzverhalten zu analysieren, werden sowohl Prüfkörper mit Carbongelege als auch unbewehrte Prüfkörper untersucht. Die daraus resultierenden Erkenntnisse fließen in die weitere Entwicklung der vorgespannten Carbonbetondeckenelemente ein. Anhand von realmaßstäblichen Brandversuchen wird der Feuerwiderstand dieser Bauteile im weiteren Projektverlauf bestimmt. T2 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuch KW - Carbon KW - Material PY - 2024 AN - OPUS4-61125 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kremberg, Jan T1 - Fire tests of carbon tension members for lightweight constructions N2 - Vorstellung der Brandversuche im Rahmen des Projektes NeZuCa an Carbonzuggliedern für den Brückenbau. T2 - ClimateChange@FireScience CY - Berlin, Germany DA - 10.11.2022 KW - Fire tests KW - Carbon KW - Lightweight constructions KW - Fire Science PY - 2022 AN - OPUS4-56302 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kremberg, Jan A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern N2 - Der Beitrag stellt experimentelle Untersuchungen zum Feuerwiderstand von Carbonzuggliedern vor. Die Anwendung von Zuggliedern aus Carbon ist durch die außergewöhnlich gute Ermüdungs- sowie hohe Zugfestigkeit des Werkstoffs motiviert. Ferner ergibt sich gegenüber Stahl eine deutliche Reduzierung des Querschnitts. Perspektivisch sollen damit Stahlzugglieder im Netzwerkbogenbrückenbau ersetzt werden. Durch die Materialsubstitution werden Ressourcen nicht nur beim Zugglied selbst, sondern auch am Gesamttragwerk der Brücke eingespart. Da zum Tragverhalten von Carbonzuggliedern im Brandfall bislang keine Erkenntnisse vorliegen, sollen mit Hilfe von Bauteilbrandversuchen die Versagensmechanismen sowie die grundsätzliche Gleichwertigkeit gegenüber konventionellen Stahlhängern untersucht werden. Der Beitrag beschreibt die Durchführung und die Ergebnisse von Brandversuchen an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern. Die realmaßstäblichen Versuche werden am unikalen Zugbauteil-prüfofen der BAM im Mai 2022 durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasst vier Carbonzugglieder mit kreisrunden Querschnitten in zwei verschiedenen Durchmessern, ⌀36 mm und ⌀51 mm. Aus Gründen der Vergleichbarkeit erfolgt die Brandbeanspruchung nach Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK). Während des Brandversuches wird die axiale Prüfkraft von 750 kN bzw. 1500 kN bis zum Eintreten des Probenversagens konstant gehalten. Zusätzlich werden die Längsverformung sowie die Bauteil- und Brandraumtemperaturen aufgezeichnet. In einem Vorversuch an einem unbelasteten Bauteilabschnitt eines Carbonzuggliedes konnte das Brand- und Erwärmungsverhalten des Verbundmaterials untersucht werden. Dabei zeigten sich Makrorisse und eine Zersetzung der Kunststoffmatrix sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit der Kohlenstofffasern. Durch das Fehlen der schützenden Matrix reagierten die Carbonfasern sensibel auf Querbeanspruchung. Dies führte zu einem Bruch und Ablösen der oberflächennahen Fasern. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Carbon KW - Zugglied KW - Brandversuch KW - Feuerwiderstand KW - Brandschutz PY - 2022 SP - 1 EP - 13 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-55704 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Auswirkung von passivem Zwang auf das Abplatzverhalten von Beton im Brandfall N2 - Der diesjährige Beitrag zeigt den Einfluss ausgewählter Versuchsrandbedingungen auf das Abplatzverhalten von Normalbeton im kleinskaligen Brandversuch. Im Rahmen der Untersuchungen wurde die Abplatzneigung von acht zylindrischen Betonprüfkörpern der Maße Ø47 cm x 29 cm aus Normalbeton analysiert. Vier Prüfkörper wurden aus Normalbeton mit quarzitischer Gesteinskörnung hergestellt, wohingegen die grobe Gesteinskörnung (>2 mm) der anderen vier Prüfkörper durch Basaltsplitt ersetzt wurde. Neben der Art der groben Gesteinskörnung wurden zusätzlich ausgewählte Versuchsrandbedingungen variiert. Dies umfasste zum einen die Vorlagerung der Prüfkörper bei verschiedenen Umgebungsfeuchten und zum anderen die Ummantelung der Prüfkörper mit zwei Ringen aus Stahl bzw. einem durchgehenden Stahlblech. Die Ummantelung der Prüfkörper mit Stahlringen im Brandversuch führt zu einer Behinderung der thermischen Ausdehnung der Prüfkörper und zum Aufbau thermomechanischer Zwangsdruckspannungen. Diese Zwangsdruckspannungen werden maßgeblich von der thermischen Ausdehnung der verwendeten Gesteinskörnung beeinflusst. Zusätzlich wird die Feuchteabgabe über die Mantelfläche behindert. Der Einsatz des Stahlblechs reduziert lediglich die Abgabe der Feuchtigkeit über die Mantelfläche und induziert vernachlässigbare Zwangsdruckspannungen im Beton. Die Brandbeanspruchung der Prüfkörper erfolgte einseitig nach der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) über einen Zeitraum von 60 Minuten. Mit Hilfe eines Laser Scanners wurden vergleichende 3D-Messungen der brandbeanspruchten Oberfläche vor und nach dem Brandversuch durchgeführt. Aus diesen Messungen konnten das Abplatzvolumen, die Abplatztiefenverteilung und die maximale Abplatztiefe ermittelt werden. Während des Brandversuchs wurde die Temperaturverteilung im Prüfkörper mittels fünf eingebetteter Mantelthermoelemente in verschiedenen Tiefen bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Abplatzungen an der brandbeanspruchten Oberfläche infolge der Prüfkörperummantelung mit Stahlringen bzw. Stahlblech zunehmen. Bei einer Ummantelung mit Stahlringen mit gleichzeitiger Vortrocknung der Betonrandzone platzt der Prüfkörper mit quarzitischer Gesteinskörnung ab, wohingegen der Prüfkörper mit basaltischer Gesteinskörnung keine Abplatzungen aufweist. Dies wird auf die unterschiedliche Ausprägung der thermomechanischen Schädigung infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Quarzkies und Basalt zurückgeführt. Die Ergebnisse der Brandprüfserie zeigen, dass die Variation der Prüfrandbedingungen bei Beibehaltung der Prüfkörpergröße einen maßgeblichen Einfluss auf das Abplatzverhalten haben. Die Randbedingungen sind daher bei kleinskaligen Brandversuchen, die zukünftig als „Screening-Tests“ ersatzweise für kostenintensive Bauteilversuche verwendet werden sollen, zu berücksichtigen. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Brand KW - Beton KW - Abplatzen KW - Zwang PY - 2022 SP - 1 EP - 12 PB - TU-Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-55731 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kremberg, Jan T1 - Brandversuche an mechanisch belasteten Carbonzuggliedern N2 - Präsentation zu den Ergebnissen des Forschungsprojektes NeZuCa. T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Carbon KW - Brandschutz KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuch KW - Zugglied PY - 2022 AN - OPUS4-55705 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André T1 - Auswirkung von passivem Zwang auf das Abplatzverhalten von Beton im Brandfall N2 - Beschreibung des Abplatzverhaltens von vier Prüfkörpertypen in Abhängigkeit der Ummantelungsart und Lagerungsbedingungen für zwei Betonrezepturen T2 - 8th Symposium Structural Fire Engineering CY - Brunswick, Germany DA - 13.09.2022 KW - Brand KW - Beton KW - Abplatzen KW - Zwang PY - 2022 AN - OPUS4-55734 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, J. T1 - Screening-tests on the susceptibility to spalling of two ordinary concretes N2 - Investigating the spalling behaviour of a concrete mixture using large scale members is complex and expensive. Thus, the susceptibility of concrete to spalling is investigated by means of fire tests on small scale specimens. However, the reduction of the fire exposed surface increases the influence of boundary effects. Macrocracking and the water loss via the lateral surfaces reduce the impact of the thermomechanical and thermohydraulic damage mechanisms and therefore, lower the risk of spalling. Thus, the influence of different restraints on the spalling behaviour of intermediate scaled specimens (Ø=0.47 m; h=0.29 m) was investigated for two ordinary concrete mixtures. Both mixtures had the same composition except the type of aggregate. One mixture contained only quartzitic aggregates, whereas the other mixture was made with basalt grit as coarse aggregates. Applied steel rings restrained the thermal expansion of the specimen and prevented the loss of water, whereas applied steel sheet primarily reduced the loss of water during the fire test. Additionally, the fire exposed surface of one specimen of each mixture was pre-dried under controlled climate conditions and fire tested with applied steel rings. The results show a higher spalling volume for the ring restrained specimens compared to the other covering types. Further, the pre-dried boundary zone leads to delayed and decreased occurrence of spalling compared to the non-dried specimens for the concrete with quartzitic aggregates and to a prevention of spalling for the mixture with basalt aggregates. Additionally, the results show that the influence of the thermomechanical behaviour of the coarse aggregates increases with increasing restraint. The restrained conditions of the specimens with applied steel ring are comparable to the conditions in the centre of a large scale member. This test series is a further step for possible concept of steel ring restraint concrete specimens as “screening-tests” in upcoming projects. T2 - IWCS 2022 CY - Berlin, Germany DA - 12.10.2022 KW - Spalling KW - Fire test KW - Concrete KW - Restraint PY - 2022 SP - 15 EP - 24 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56020 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klimek, André T1 - Screening-tests on the susceptibility to spalling of two ordinary concretes N2 - Investigating the spalling behaviour of a concrete mixture using large scale members is complex and expensive. Thus, the susceptibility of concrete to spalling is investigated by means of fire tests on small scale specimens. However, the reduction of the fire exposed surface increases the influence of boundary effects. Macrocracking and the water loss via the lateral surfaces reduce the impact of the thermomechanical and thermohydraulic damage mechanisms and therefore, lower the risk of spalling. Thus, the influence of different restraints on the spalling behaviour of intermediate scaled specimens (Ø0.47 m; h=0.29 m) was investigated for two ordinary concrete mixtures. Both mixtures had the same composition except the type of aggregate. One mixture contained only quartzitic aggregates, whereas the other mixture was made with basalt grit as coarse aggregates. Applied steel rings restrained the thermal expansion of the specimen and prevented the loss of water, whereas applied steel sheet primarily reduced the loss of water during the fire test. Additionally, the fire exposed surface of one specimen of each mixture was pre-dried under controlled climate conditions and fire tested with applied steel rings. The results show a higher spalling volume for the ring restrained specimens compared to the other covering types. Further, the pre-dried boundary zone leads to delayed and decreased occurrence of spalling compared to the non-dried specimens for the concrete with quartzitic aggregates and to a prevention of spalling for the mixture with basalt aggregates. Additionally, the results show that the influence of the thermomechanical behaviour of the coarse aggregates increases with increasing restraint. The restrained conditions of the specimens with applied steel ring are comparable to the conditions in the centre of a large scale member. This test series is a further step for possible concept of steel ring restraint concrete specimens as “screening-tests” in upcoming projects. T2 - 7th International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure CY - Berlin, Germany DA - 12.10.2022 KW - Spalling KW - Fire test KW - Concrete KW - Restraint PY - 2022 AN - OPUS4-56023 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ test procedure to determine the fire resistance of exisiting steel structures with aged intumescent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to increase the fire resistance of steel structures. In case of a fire, the intumescent coating reacts and forms a thermally protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is significantly delayed, and as a result, a higher fire resistance can be achieved. Throughout the working life, intumescent coatings are aged by climatic factors. To predict durability for several years, the behaviour of the intumescent coatings is extrapolated based on accelerated artificial ageing. The established German and European assessment procedures to test and predict durability assume a working life of at least 10 years. For an extended period, additional evidence is required; yet the procedure and specifications to justify this are not described. Available in situ methods to assess the thermal performance of intumescent coatings are currently limited in their information content. Therefore, BAM is conducting a research project to develop a minimally invasive in situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The paper will describe the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme with uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 SN - 978-989-35292-2-5 DO - https://doi.org/10.30779/cmm_SIF24 SP - 1217 EP - 1228 AN - OPUS4-61258 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - Development of an in situ test method to assess the fire resistance of steel members with applied intumescent coating N2 - Intumescent coatings are commonly used in civil engineering to improve the fire resistance of steel constructions. Exposed to fire, the intumescent coating reacts and forms a thermal protective char around the steel member. Thus, the heating of the steel is delayed, and a higher fire resistance can be achieved. Generally, the scope of application and the durability of intumescent coatings are described in national approvals or European Technical Assessment (ETA) documents. Due to environmental conditions, intumescent coatings are subjected to ageing effects, which can reduce their durability and thermal protection performance. Available in situ methods to investigate the performance of applied intumescent coatings, such as visual inspection, flame exposure testing, adhesive tensile tests or chemical analysis, are not fully conclusive. Therefore, in the civil engineering practice, there is an increasing demand to verify the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coatings necessary in several cases, e.g., the working life is exceeded, the visual appearance of the intumescent coating changed or the information about the applied product is missing. The research presented in the paper shows the progress of the ongoing research project "INSIST" at BAM, where a new in situ method is being developed to assess the actual fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. The investigation is based on a development of the in situ test procedure and a mobile prototype furnace. T2 - 10th Symposium Structural Fire Engineering – TU Braunschweig 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 AN - OPUS4-61261 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fürst, Richard A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with aged intumescent coating N2 - BAM is conducting a research project to develop a minimally invasive in situ test procedure to determine the fire resistance of existing steel structures with applied intumescent coating. In presentation and submitted paper is describe the test setup, the developed prototype furnace, and the results of the performed test programme with uncoated and coated steel specimens. Based on this, recommendations for the test procedure are given. T2 - Structures in Fire 2024 CY - Coimbra, Portugal DA - 19.06.2024 KW - In situ KW - Intumescent coating KW - Steel structures KW - Test procedure PY - 2024 AN - OPUS4-61257 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häßler, Dustin T1 - Forschungsprojekt "INSIST" in situ Bewertungsverfahren für reaktive Brandschutzsysteme (RBS) N2 - Projektvorstellung zum Arbeitsstand der Entwicklung des in situ Prüfverfahrens für Stahlbauteilen mit gealtertem reaktiven Brandschutzsystem. T2 - 110. Sitzung des Arbeitsausschusses „Brandschutz“ CY - Braunschweig, Germany DA - 05.11.2024 KW - Feuerwiderstand KW - Branversuch KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Stahl PY - 2024 AN - OPUS4-61521 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kobe, André A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha A1 - Zehfuß, Jochen T1 - Der Einfluss der Prüfbedingungen auf das Abplatzverhalten von Beton im Brandfall T1 - The influence of the test conditions on the spalling behaviour of concrete due to fire exposure N2 - Die Durchführung von realmaßstäblichen Bauteilversuchen zur Analyse des Abplatzverhaltens von Beton im Brandfall ist aufwendig, material‐ und kostenintensiv und setzt die Verfügbarkeit von Großbrandversuchsständen voraus. Daher wird die Abplatzneigung von Beton vorwiegend an kleinformatigen Prüfkörpern untersucht. Mit der Reduktion der Prüfkörpergröße verringert sich der thermische und hygrische Gradient im Randbereich, wodurch sowohl die thermisch induzierten Schädigungen im Beton als auch die Abplatzungen verringert werden. Für ein besseres Verständnis dieser komplexen Zusammenhänge wurde das Abplatzverhalten kleinformatiger Betonprüfkörper (Ø = 0,47 m; h = 0,29 m) mit verschiedenartigen Ummantelungen und unterschiedlichen Feuchtezuständen der Betonrandzone für zwei Normalbetone analysiert. Am Prüfkörper applizierte Stahlringe behinderten dabei die thermische Ausdehnung sowie den Wasserverlust über die Mantelfläche. Die Ergebnisse zeigen, dass die Abplatzungen infolge der Prüfkörperummantelung zunehmen und die Größenordnung vergleichender Großbrandversuche erreichen. Dies lässt den Schluss zu, dass die Ummantelung eines kleinformatigen Prüfkörpers mit Stahlring die Prüfbedingungen in der Mitte der brandbeanspruchten Fläche eines großformatigen Bauteils nachstellen kann. Des Weiteren führt die Vortrocknung der Betonrandzone zur Verzögerung bzw. Verringerung von Abplatzungen. N2 - Investigating the spalling behaviour of a concrete mixture using large scale members is complex and expensive. Thus, the susceptibility to spalling of concrete is investigated by means of fire tests on small format specimens. However, the reduction of the fire exposed surface increases the influence of boundary effects. Macrocracking and the water loss via the lateral surfaces reduce the thermomechanical and thermohydraulic damage and therefore, lower the risk of spalling. Thus, this study investigated the influence of different restraint and moisture conditions on the spalling behaviour of small format specimens (Ø = 0.47m; h = 0.29m) for two ordinary concrete mixtures. Applied steel rings restrained the thermal expansion of the specimen and prevented the water loss during the fire test. The results show that increased spalling occurred to a similar extend as in large scale fire tests because of a restrained expansion of the specimen. Further, a pre-dried boundary zone led to a delayed or rather a prevention of spalling compared to the non-dried specimens. To determine the susceptibility to spalling of a concrete mixture, the test conditions in the centre of a large scale member can be simulated by restraining the expansion of a small format specimen with applied steel rings. KW - Beton KW - Brand KW - Abplatzen KW - Zwang PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1002/best.202400104 SN - 1437-1006 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley AN - OPUS4-62732 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Forschungsprojekt "INSIST" N2 - Der Vortrag zeigt den Bearbeitungsstand des Forschungsvorhabens "Entwicklung eines Verfahrens zur in situ Bewertung des Feuerwiderstands von bestehenden Stahlkonstruktionen mit reaktiven Brandschutzsystem (RBS)" (INSIST). Die Entwicklung und der Bau eines Geräteprototyps wurden vorgenommen und ein Konzept zur Kalibration erarbeitet. Die bisherigen Untersuchungen belegen, dass das Verfahren Ergebnisse liefert, die denen konventioneller Brandversuche im untersuchten Parameterbereich gleichwertig sind. T2 - Sachverständigenausschuss Reaktive Baustoffe und Beschichtungen -B- (463a) des Deutschen Institutes für Bautechnik CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2024 KW - INSIST KW - In situ Bewertung KW - RBS PY - 2024 AN - OPUS4-60777 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sperlich, Tim A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Hothan, Sascha T1 - In situ Prüfmethode zur Untersuchung des Feuerwiderstands von bestehenden Stahlkonstruktionen mit reaktivem Brandschutzsystem N2 - Der Beitrag beschreibt die Entwicklung eines neuartigen in situ Nachweisverfahrens zur Beurteilung des Feuerwiderstandes von bestehenden Stahlkonstruktionen mit gealtertem reaktivem Brandschutzsystem (RBS). Derzeit ist ein solcher Nachweis ausschließlich anhand eines Bauteilbrandversuchs möglich. Hierzu muss ein Bauteil aus der Bestandskonstruktion entnommen und einer zerstörenden Brandprüfung unterzogen werden. In Zusammenhang mit der Dauerhaftigkeitsbewertung von RBS für Zeiträume von mehr als 10 Jahren besteht in der Praxis vermehrt der Bedarf an einem minimal invasiven Prüfverfahren, mit dessen Hilfe sich direkt am Bestandsbauwerk die tatsächlich vorhandene Leistungsfähigkeit des gealterten RBS überprüfen lässt. Durch einen erfolgreichen Funktionsnachweis wäre eine Weiternutzung der Bestandkonstruktion bei Aufrechterhaltung des bestehenden Sicherheitsniveaus möglich. T2 - Symposium Heißbemessung - Structural Fire Engineering CY - Braunschweig, Germany DA - 05.09.2023 KW - Brandschutz KW - Stahlbau KW - reaktives Brandschutzsystem KW - Prüfmethode KW - Brandversuch PY - 2023 SP - 1 EP - 16 PB - TU Braunschweig CY - Braunschweig AN - OPUS4-58180 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sperlich, Tim T1 - In situ Prüfmethode zur Untersuchung des Feuerwiderstands von bestehenden Stahlkonstruktionen mit reaktivem Brandschutzsystem N2 - Der Beitrag beschreibt die Entwicklung eines neuartigen in situ Nachweisverfahrens zur Beurteilung des Feuerwiderstandes von bestehenden Stahlkonstruktionen mit gealtertem reaktivem Brandschutzsystem (RBS). Derzeit ist ein solcher Nachweis ausschließlich anhand eines Bauteilbrandversuchs möglich. Hierzu muss ein Bauteil aus der Bestandskonstruktion entnommen und einer zerstörenden Brandprüfung unterzogen werden. In Zusammenhang mit der Dauerhaftigkeitsbewertung von RBS für Zeiträume von mehr als 10 Jahren besteht in der Praxis vermehrt der Bedarf an einem minimal invasiven Prüfverfahren, mit dessen Hilfe sich direkt am Bestandsbauwerk die tatsächlich vorhandene Leistungsfähigkeit des gealterten RBS überprüfen lässt. Durch einen erfolgreichen Funktionsnachweis wäre eine Weiternutzung der Bestandkonstruktion bei Aufrechterhaltung des bestehenden Sicherheitsniveaus möglich. T2 - Symposium Heißbemessung - Structural Fire Engineering CY - Braunschweig, Germany DA - 05.09.2023 KW - Brandschutz KW - Stahlbau KW - Reaktives Brandschutzsystem KW - Prüfmethode KW - Brandversuch PY - 2023 AN - OPUS4-58183 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Zum Feuerwiderstand von filigranen Deckenelementen aus vorgespanntem Carbonbeton N2 - Der Einsatz von hoch zugbeanspruchbarem und korrosionsbeständigem Carbongelege anstelle von herkömmlichem Spannstahl ermöglicht es Beton vorzuspannen und gleichzeitig die Betondeckung auf ein für den Verbund nötiges Minimum zu reduzieren. Das Carbongelege besteht aus Carbonfasern in einer Kunststoffmatrix. Mit dieser Bauweise können dünnwandige und damit ressourcenschonende Deckenelemente realisiert werden. Der Wechsel von massiven zu filigranen und vergleichsweise leichten Bauteilen führt jedoch aufgrund der geringeren Masse und der damit einhergehenden schnelleren Erwärmung zu einer Abnahme des Feuerwiderstands. Ferner führt die Erweichung der Matrix im Brandfall zu einer Abnahme der Verbundfestigkeit zwischen Carbongelege und Beton. Die Brennbarkeit des Carbongeleges sowie die Abplatzneigung des verwendeten Feinbetons stellen weitere Herausforderungen für den baulichen Brandschutz dar. 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-Punkt-Biegeversuche an balkenförmigen Prüfkörpern (150 x 30 x 6 cm³) mit einlagiger Carbonbewehrung und instationärer Temperaturbeanspruchung durchgeführt. Neben dem Vorspanngrad des Carbongeleges wurde auch der Gelegetyp variiert. Im Bereich der konstanten Biegezugzone erfolgt die einseitige Erwärmung mittels elektrisch betriebener Heizmatten. Während der kontinuierlichen Erwärmung werden die Prüfkörper mit einer konstanten Kraft belastet, deren Betrag aus zuvor durchgeführten Biegeversuchen bei Raumtemperatur abgeleitet wurde. Die Abplatzversuche werden mit Einheits-Temperaturzeitkurve an rechteckigen (60 x 60 x 6 cm³) und kreisrunden (Ø 47 x 6 cm³), plattenförmigen Prüfkörpern am 1m³-Ofen der BAM durchgeführt. Die kreisrunden Prüfkörper sind zusätzlich mit einem Stahlring zur Behinderung der thermischen Dehnung des Betons versehen. Um den Einfluss des Geleges auf das Abplatzverhalten zu analysieren, werden sowohl Prüfkörper mit Carbongelege als auch unbewehrte Prüfkörper untersucht. Die daraus resultierenden Erkenntnisse fließen in die weitere Entwicklung der vorgespannten Carbonbetondeckenelemente ein. Anhand von realmaßstäblichen Brandversuchen wird der Feuerwiderstand dieser Bauteile im weiteren Projektverlauf bestimmt. T2 - Symposium Heißbemessung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 24.09.2024 KW - Carbonbeton KW - Feuerwiderstand KW - Brandversuch KW - Carbon PY - 2024 SP - 23 EP - 39 AN - OPUS4-61253 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Innovative lightweight floors made of prestressed CFRP-reinforced concrete from research to construction practice N2 - The presented joint research project “CaPreFloor”, which started in 2023, aims to revolutionise the building construction practice by employing prestressed textile-reinforced concrete using carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) for the design of lightweight floor elements. This allows the reduction of common steel reinforced concrete floors of 30 cm thickness to 10 cm for office, residential, and hotel buildings. Lower material consumption significantly contributes to the conservation of resources and minimises the carbon footprint. In addition, the prefabrication of these floor elements leads to high and consistent quality, short construction times and enhanced reusability of the components. A team of experts from various fields of research and practice is working on this project to achieve the set goal. T2 - XI International Symposium on Fiber Reinforced Concrete (Befib 2024) CY - Dresden, Germany DA - 16.09.2024 KW - Fire Resistance KW - Sound protection KW - Ceiling KW - Concrete KW - CFRP PY - 2024 AN - OPUS4-61126 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Durability of Intumescent Coatings - Experimental investigations and test concepts for a working life of more than 10 years N2 - Intumescent coatings are subjected to ageing effects caused by climatic influences. The established European regulations to assess the durability of intumescent coatings are limited to a working life of 10 years. In the presentation experimental investigations and test concepts to extend the working life to 25 years are shown. In addition, a new in-situ testing method to assess the performance of applied intumescent coatings that have undergone ageing processes is presented. T2 - Annual Meeting of ECCS TC3 CY - Online meeting DA - 25.09.2023 KW - Intumescent coatings KW - Experimental investigations KW - In-situ testing PY - 2023 AN - OPUS4-63979 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häßler, Dustin T1 - Neues zum Brandschutz in Stahlbauten N2 - Editorial für die Septemberausgabe 2025 der Zeitschrift Bauingenieur KW - Brandschutz KW - Stahlbau KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Modulbau PY - 2025 VL - 2025 IS - 9 SP - A3 EP - A3 PB - VDI Fachmedien GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-64034 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kühnel, Alena T1 - 3D-Ansprache von texturierten Straßenoberflächen N2 - Im Vortrag wurden die Möglichkeiten der 3D-messtechnischen Erfassung und Charakterisierung von Betonfahrbahnoberflächen anhand geeigneter Kenngrößen aufgezeigt. Zudem wurden Ergebnisse aus dem Monitoring zweier Praxisstrecken im deutschen Bundesautobahnnetz miteinander verglichen und gegenübergestellt. T2 - Forschungskolloquium Betonstraßenbau CY - Stuttgart, Germany DA - 06.02.2025 KW - Betonfahrbahndecken KW - 3D Erfassung KW - Oberflächentexturen KW - Texturgrinding PY - 2025 AN - OPUS4-63423 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim T1 - Fire tests on HPC columns with and without restraint N2 - Usually, the fire resistance of load-bearing structural elements is determined based on testing of separate members. In this test method, a mechanical load is applied to the member in a force-controlled manner and is held constant throughout the fire test. After applying the mechanical load, the thermal exposure begins according to the ISO 834 fire curve. In this conventional test method, no interaction between the member and the entire building structure is considered. In buildings, the surrounding structure can restrain the thermal expansion of a member in case of fire. This may have both positive and negative effects on the fire resistance of this structural element. T2 - CrossFire – Advanced Structural Fire Engineering at intersections among disciplines CY - Como, Italy DA - 26.05.2025 KW - Substructure method KW - Structural interaction KW - Fire resistance KW - Column KW - Concrete PY - 2025 AN - OPUS4-63351 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Fire induced spalling behaviour of CFRP-reinforced concrete N2 - Fire tests on CFRP-reinforced concrete elements without and with various protection measures to prevent spalling are presented. The protection measures include the application of an intumescent coating to the fire exposed surface as well as the use of a modified concrete mixture containing polypropylene fibres (PP-fibres). T2 - CrossFire School CY - Como, Italy DA - 26.05.2025 KW - Concrete spalling KW - CFRP KW - Polypropylene fibres KW - Intumescent coating PY - 2025 AN - OPUS4-63349 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig T1 - Oberflächentextur und ihre Bedeutung für die Drainageleistung N2 - Der Vortrag stellt Einflussfaktoren auf die Drainageleistung von Fahrbahnoberflächentexturen in Kombination mit deren messtechnischer Ansprache vor. T2 - Forschungskolloquium Betonstraßenbau CY - Stuttgart, Germany DA - 06.02.2025 KW - Betonfahrbahn KW - Drainage KW - Oberflächentexturen KW - Dreidimensionale Erfassung PY - 2025 AN - OPUS4-63396 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pittrich, Tim A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig T1 - The impact of blended cements on the spalling behavior of concrete at elevated temperatures: a review N2 - The cement and concrete industries are striving to reduce the CO2 emissions caused by the production of Portland cement. An effective way to achieve this is to replace Portland cement clinker with more environmentally friendly supplementary cementitious materials (SCMs) to produce blended cements. A variety of different SCMs are used today, from fly ash to more exotic options such as rice husk ash or waste glass powder. Depending on its material properties, concrete exposed to fire may experience spalling caused by thermomechanical and thermohydraulic mechanisms. Severe spalling leads to a reduction in the cross-section and exposure of the reinforcement, jeopardizing the load-bearing capacity of the concrete element. The use of blended cements changes the concrete properties which can affect spalling behavior at high temperatures. The link between high temperature and spalling behavior of concrete with blended cements has been investigated in several studies. A review of the existing literature led to the conclusion that the cement type influences the spalling behavior of concrete. However, the relationship does not appear to be clear, as there are contradictions and inconsistencies between the evaluated results. Therefore, further in-depth studies will help to gain a more precise understanding of the effects of blended cements on the spalling behavior of concrete at elevated temperatures. KW - Fire-induced concrete spalling KW - Concrete KW - Blended cements KW - SCM KW - Filler PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-635182 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-025-02713-x SN - 1359-5997 VL - 58 IS - 5 SP - 1 EP - 21 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-63518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim T1 - Application of the substructure method to assess the fire resistance of thermally restrained columns N2 - Usually, the fire resistance of load-bearing structural elements is determined by single members testing. A mechanical load is applied to the member in a force-controlled manner and is maintained constant throughout the fire test. After applying the mechanical load, the thermal exposure starts according to the ISO 834 fire curve. In this conventional test method, no interaction between the tested member and the entire building structure is considered. In buildings, the surrounding structure can restrain the thermal expansion of a member in case of fire. This may have both positive and negative effects on the fire resistance of this structural element. Several years ago, the Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE) at the University of Coimbra in Portugal and the Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) in Germany carried out fire tests on circular and square steel-reinforced concrete columns with restrained thermal expansion. BAM´s column test furnace allows the specimen to be subjected to thermal exposure and mechanical loading simultaneously. In addition, this device has a substructure test module, which can also provide restrained test conditions. In an ongoing research project at BAM and Technische Universität Braunschweig, the effect of restrained test conditions on the behaviour of steel-reinforced columns under fire exposure is further investigated. T2 - 8th International RILEM Workshop on Concrete Behaviour due to Fire Exposure CY - Krakow, Poland DA - 18.09.2025 KW - Substructure method KW - Surrounding structure KW - Fire resistance KW - Column KW - Concrete PY - 2025 AN - OPUS4-64584 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Zehfuß, Jochen A1 - Hothan, Sascha T1 - Application of the substructure method to assess the fire resistance of thermally restrained columns N2 - Usually, the fire resistance of load-bearing structural elements is determined by single members testing. A mechanical load is applied to the member in a force-controlled manner and is maintained constant throughout the fire test. After applying the mechanical load, the thermal exposure starts according to the ISO 834 fire curve. In this conventional test method, no interaction between the tested member and the entire building structure is considered. In buildings, the surrounding structure can restrain the thermal expansion of a member in case of fire. This may have both positive and negative effects on the fire resistance of this structural element. Several years ago, the Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE) at the University of Coimbra in Portugal and the Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) in Germany carried out fire tests on circular and square steel-reinforced concrete columns with restrained thermal expansion. BAM´s column test furnace allows the specimen to be subjected to thermal exposure and mechanical loading simultaneously. In addition, this device has a substructure test module, which can also provide restrained test conditions. In an ongoing research project at BAM and Technische Universität Braunschweig, the effect of restrained test conditions on the behaviour of steel-reinforced columns under fire exposure is further investigated. T2 - 8th International RILEM Workshop on Concrete Behaviour due to Fire Exposure CY - Krakow, Poland DA - 18.09.2025 KW - Substructure method KW - Surrounding structure KW - Fire resistance KW - Restrained columns KW - Concrete PY - 2025 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-64582 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Merz, P. A1 - Dombrowski, M. A1 - Loutfi, J. A1 - Zeitler, B. T1 - Building acoustic analysis of doubly curved beam-like shell floors made of CFRP prestressed concrete and its integration into an interdisciplinary optimisation tool N2 - An optimisation tool was developed to reduce the embodied carbon of floor systems. The considered system consists of a doubly curved beam-like shell made of carbon-fibre-reinforced polymer (CFRP) prestressed concrete and an infill layer. The thin-walled design of the system makes it susceptible to sound excitation. Therefore, the optimisation tool considers the static ultimate and serviceability limit states and the sound insulation aspect. Due to a lack of experience with the building acoustic properties of this floor system, it is, in practice, often simplified as a homogeneous floor. This paper aims to investigate its acoustic behaviour in more detail using numerical simulations and to integrate the gained knowledge into the optimisation tool. For this purpose, a simulation concept is set up and implemented. Simulations are carried out for different combinations of geometry and material parameters of the floor system. The data obtained is summarised into linear regression equations that estimate the weighted airborne sound reduction index and the weighted equivalent normalised impact sound pressure level of the system. The optimisation results based on these equations show a clear difference compared to those based on the above-mentioned simplified approach. T2 - IASS 2024 Annual Symposium: Redefining the Art of Structural Design CY - Zurich, Switzerland DA - 26.08.2024 KW - Building acoustic simulation KW - Impact sound pressure level KW - Airborne sound reduction index KW - Doubly curved beam-like shells KW - CFRP KW - Interdisciplinary optimisation PY - 2024 SP - 2752 EP - 2761 PB - International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) CY - Zürich, Schweiz AN - OPUS4-63089 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Covi, Patrick A1 - Tondini, Nicola A1 - Korzen, Manfred A1 - Lamperti Tornaghi, Marco T1 - Hybrid fire following earthquake testing of a steel braced frame N2 - The paper presents the results of an experimental-numerical analysis aimed at investigating the performance of passive fire protections applied to steel columns under fires following earthquake (FFE) scenarios. In particular, five FFE tests on columns belonging to a steel braced frame were performed at the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM, Federal Institute for Materials Research and Testing) by means of hybrid fire testing technique. In particular, an internal steel column of the ground floor belonging to a three-bay, four-storey concentrically braced steel building was tested, whilst the effect of the remainder of the structure was numerically simulated by means of an equivalent axial stiffness. Since the structure has a low degree of redundancy, the loss of a column can trigger global structural collapse. Two FFE tests were performed without any fire protection system and the other FFE tests were performed with three different fire protection solutions, i.e. conventional and seismic-resistant calcium silicate boards as well as vermiculite spray-based protection. Each column was firstly subjected to horizontal and vertical displacements resulting from seismic nonlinear time-history analysis performed on the numerical model of the case study. Then, the furnace was switched on and the ISO 834 standard fire curve was applied to the specimen. Numerical models were developed and calibrated on experimental data using different types of finite elements. The calibrated models with the presence of axial and rotational springs accurately captured the transition from pre- to post-buckling behavior. These findings highlight the importance of accurate modelling of the boundary conditions. Despite the fact, that seismic intensity was at life safety limit state, it was also found that the seismic damage of the fire protections was not high enough to hinder the fire performance of the fire protections. KW - Fire following earthquake KW - Concentrically braced steel frames KW - Fire protections KW - Numerical simulations KW - Experimental tests KW - Post-earthquake fire PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-645186 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.143731 SN - 0950-0618 VL - 496 SP - 1 EP - 22 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-64518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Zehfuß, Jochen A1 - Hothan, Sascha T1 - Berücksichtigung der Tragwerksumgebung bei Brandversuchen an Stahlbetonstützen N2 - Das Tragwerk eines Gebäudes ist aus einzelnen Bauteilen zusammengesetzt. Insbesondere bei lokalen Brandereignissen bauen sich durch die Ausdehnung der vom Brand betroffenen Bauteile gegen das umgebende kältere Gesamttragwerk Zwangsbeanspruchungen auf. Bei konventionellen Brandprüfungen werden diese Zwangsbeanspruchungen in der Regel nicht berücksichtigt, da die Prüfsystematik auf Einzelbauteilprüfungen bei konstanter mechanischer Last ausgelegt ist. Die Prüfung komplexer, realmaßstäblicher Tragwerke ist oftmals nicht möglich. Die Interaktion des Einzelbauteils mit dem umgebenden Tragwerk kann sich sowohl positiv als auch negativ auf den Feuerwiderstand auswirken. Als nachteilig ist der thermische Zwang und die daraus resultierende Lasterhöhung zu nennen. Gleichzeitig kann eine Stauchung der Stütze zu einer Umlagerung von Kräften in das umgebende Tragwerk führen und damit den Versagenszeitpunkt der Stütze verzögern. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk analysiert werden. In einem gemeinsamen DFG-Vorhaben der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und dem Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig werden 14 Stahlbetonstützen mit freier und behinderter axialer Ausdehnung untersucht. Auf Basis eines realen Gebäudes werden unter anderem die Steifigkeit, welche das umgebende Tragwerk repräsentiert, der Lastausnutzungsgrad und die Brandeinwirkung variiert. Mit dem Ziel das Stützenverhalten unter thermischem Zwang im Detail zu analysieren, erfolgen Brandversuche und numerische Simulationsberechnungen. Dabei werden die erforderlichen mechanischen Materialeigenschaften des Betons bei erhöhten Temperaturen aus experimentellen Daten abgeleitet. Der Beitrag liefert einen Einblick in die experimentellen und numerischen Ergebnisse. Es zeigt sich, dass die behinderte axiale Ausdehnung und die Möglichkeit einer Lastumlagerung bei Stauchung der Stütze einen erheblichen Einfluss auf das Versagen im Brandfall haben. Die mittels Substrukturtechnik erzeugte Zwängung des umgebenden Tagwerks führt zu einem Anstieg der Axialkraft in der Stütze sowie einer Abnahme der maximalen Stützenausdehnung. Gleichzeitig setzt die Stauchung der Stütze früher ein. Wird eine Stütze-Tragwerk-Interaktion auch für den Stauchungsbereich der Stütze angesetzt, kann der Vorteil einer Lastumlagerung genutzt werden. Somit kann trotz einer höheren mechanischen Belastung während der Ausdehnungsphase der Stütze ein späterer Versagenszeitpunkt als bei einer konventionell geprüften Stütze erreicht werden. T2 - Symposiums Heißbemessung – Structural Fire Engineering 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbetonstützen KW - Feuerwiderstand KW - Stützenbrandversuche KW - Numerik PY - 2025 SP - 38 EP - 52 PB - TU Braunschweig AN - OPUS4-64581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim T1 - Berücksichtigung der Tragwerksumgebung bei Brandversuchen an Stahlbetonstützen N2 - Das Tragwerk eines Gebäudes ist aus einzelnen Bauteilen zusammengesetzt. Insbesondere bei lokalen Brandereignissen bauen sich durch die Ausdehnung der vom Brand betroffenen Bauteile gegen das umgebende kältere Gesamttragwerk Zwangsbeanspruchungen auf. Bei konventionellen Brandprüfungen werden diese Zwangsbeanspruchungen in der Regel nicht berücksichtigt, da die Prüfsystematik auf Einzelbauteilprüfungen bei konstanter mechanischer Last ausgelegt ist. Die Prüfung komplexer, realmaßstäblicher Tragwerke ist oftmals nicht möglich. Die Interaktion des Einzelbauteils mit dem umgebenden Tragwerk kann sich sowohl positiv als auch negativ auf den Feuerwiderstand auswirken. Als nachteilig ist der thermische Zwang und die daraus resultierende Lasterhöhung zu nennen. Gleichzeitig kann eine Stauchung der Stütze zu einer Umlagerung von Kräften in das umgebende Tragwerk führen und damit den Versagenszeitpunkt der Stütze verzögern. Mit Hilfe der Substrukturtechnik kann das Verhalten einer Stütze im Brandfall unter Berücksichtigung der Interaktion mit dem umgebenden Tragwerk analysiert werden. In einem gemeinsamen DFG-Vorhaben der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und dem Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig werden 14 Stahlbetonstützen mit freier und behinderter axialer Ausdehnung untersucht. Auf Basis eines realen Gebäudes werden unter anderem die Steifigkeit, welche das umgebende Tragwerk repräsentiert, der Lastausnutzungsgrad und die Brandeinwirkung variiert. Mit dem Ziel das Stützenverhalten unter thermischem Zwang im Detail zu analysieren, erfolgen Brandversuche und numerische Simulationsberechnungen. Dabei werden die erforderlichen mechanischen Materialeigenschaften des Betons bei erhöhten Temperaturen aus experimentellen Daten abgeleitet. Der Beitrag liefert einen Einblick in die experimentellen und numerischen Ergebnisse. Es zeigt sich, dass die behinderte axiale Ausdehnung und die Möglichkeit einer Lastumlagerung bei Stauchung der Stütze einen erheblichen Einfluss auf das Versagen im Brandfall haben. Die mittels Substrukturtechnik erzeugte Zwängung des umgebenden Tagwerks führt zu einem Anstieg der Axialkraft in der Stütze sowie einer Abnahme der maximalen Stützenausdehnung. Gleichzeitig setzt die Stauchung der Stütze früher ein. Wird eine Stütze-Tragwerk-Interaktion auch für den Stauchungsbereich der Stütze angesetzt, kann der Vorteil einer Lastumlagerung genutzt werden. Somit kann trotz einer höheren mechanischen Belastung während der Ausdehnungsphase der Stütze ein späterer Versagenszeitpunkt als bei einer konventionell geprüften Stütze erreicht werden. T2 - Symposiums Heißbemessung – Structural Fire Engineering 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Substrukturtechnik KW - Stahlbetonstützen KW - Feuerwiderstand KW - Stützenbrandversuche KW - Numerik PY - 2025 AN - OPUS4-64583 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Tragfähigkeit und Abplatzverhalten von Carbonbeton bei hohen Temperaturen N2 - Zur Bewertung der Biegetragfähigkeit dünnwandiger, carbonbewehrter Betonbauteile unter Temperatureinfluss wurden 4-Punkt-Biegeversuche in drei thermischen Konfigurationen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Raumtemperatur kein signifikanter Einfluss der Vorspannung auf die Bruchkraft vorliegt. Mit steigender Temperatur nimmt die Biegetragfähigkeit infolge des Festigkeitsverlustes von Beton und Carbonbewehrung sowie durch das Schmelzen der Tränkungsmatrix deutlich ab. Zwei Versagensmechanismen konnten identifiziert werden, d.h. Zugversagen bei hoher Vorspannung und Verbundversagen bei niedriger Vorspannung. Die Abnahme der Verbundfestigkeit ist auf das Erweichen der Tränkungsmatrix bei Überschreitung der Glasübergangstemperatur zurückzuführen. Bei Temperaturen oberhalb von etwa 200 °C ist keine Tränkungsmatrix und daraus resultierende Verbundwirkung mehr vorhanden. Darüber hinaus wurden im Rahmen von Abplatzversuchen drei Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Betonabplatzungen im Brandfall untersucht, d.h. reaktives Brandschutzsystem (RBS), zementgebundene Brandschutzplatten sowie Zugabe von Polypropylenfasern (PP-Fasern) zur Betonmischung. Die Ergebnisse zeigen, dass der Typ des Carbongeleges die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen beeinflusst. Während die Zugabe von PP-Fasern das Abplatzen bei beiden untersuchten Gelegetypen verhindern konnte, war dies bei RBS und Brandschutzplatten nur bei einem Gelegetyp erfolgreich. Die Ursache der Abplatzungen ist auf das temperaturbedingte Schmelzen und die damit einhergehende Volumenzunahme der im Gelege Q85 vorhandenen Hilfsfäden zurückzuführen. Dies führt zu einer Rissbildung parallel zur brandbeanspruchten Betonoberfläche. Der Dampfdruck im Beton ist trotz reduzierter Erwärmungsgeschwindigkeit zu hoch, weshalb es zum Abplatzen kommt. Im Gegensatz dazu bewirkt das Schmelzen der PP-Fasern eine Erhöhung der Permeabilität des Betons. Dadurch kann der entstehende Wasserdampf frühzeitig entweichen, sodass der Dampfdruck unterhalb der kritischen Schwelle bleibt, die für das Abplatzen erforderlich wäre. T2 - Symposium Heißbemessung 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Carbonbeton KW - Biegetragfähigkeit KW - Abplatzverhalten PY - 2025 AN - OPUS4-64883 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Fire Testing of various measures to prevent spalling of CFRP-reinforced concrete N2 - In a joint research project, an interdisciplinary team of researchers and practitioners design a new prefabricated, prestressed floor system for common building constructions. To achieve a lightweight floor element, concrete with a high compressive strength is combined with high tensile strength carbon textile reinforcement. The corrosion resistant carbon textile reinforcement consists of carbon fibres embedded in a polymer matrix. The use of Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) allows a reduction of the required concrete cover and enables the design of thin-walled and highly efficient cross-sections in a variety of shapes. However, the use of concrete with a high compressive strength increases the risk of explosive spalling of concrete under fire exposure. Experimental studies conducted at BAM have shown that the carbon textile reinforcement creates a discontinuity in the concrete resulting in a delamination of the concrete cover. Concrete spalling also depends on the type of CFRP-reinforcement. The comparison of the specimens with different CFRP-reinforcement shows an earlier event of spalling in the case of epoxy-based CFRP. In the 8th International RILEM Workshop on Concrete Behaviour due to Fire Exposure, fire tests on CFRP-reinforced concrete elements without and with various protection measures to prevent spalling will be presented and discussed. The protection measures include the application of an intumescent coating to the fire exposed surface as well as the use of a modified concrete mixture containing polypropylene fibres (PP-fibres). The concrete mixtures used have a maximum grain size of 2 mm and correspond to concrete grade C50/60. The specimens include variants with and without carbon textile reinforcement. Two types of textile reinforcements are investigated, i.e., acrylate-based and epoxy-based resin. The specimens have circular and square forms. The lateral surfaces of the circular specimens are enclosed by a steel ring to restrain the thermal expansion of the concrete during the fire test. In contrast, at the square specimens a free thermal expansion is allowed. The fire tests are carried out with a fire exposure in accordance to the ISO-834 fire curve and without mechanical load. During the fire test, thermocouples are used to measure the temperature within the specimen and on the unexposed surface. The fire test results show that the intumescent coating effectively prevents the concrete spalling in both unreinforced specimens and those with acrylate-based CFRP-reinforcement. However, the intumescent coating was not able to prevent the concrete spalling at the specimens with epoxy-based CFRP-reinforcement, despite the time of the spalling was delayed compared to uncoated specimens. The specimens containing PP-fibres show no spalling, which applies to both types of carbon textile reinforcement used as well as the unreinforced variant. T2 - 8th International RILEM Workshop on Concrete Behaviour due to Fire Exposure CY - Kraków, Poland DA - 18.09.2025 KW - Concrete spalling KW - CFRP reinforcement KW - Fire test PY - 2025 AN - OPUS4-64885 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eiz Eddin, Ahmad A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Häßler, Dustin A1 - Hothan, Sascha T1 - Tragfähigkeit und Abplatzverhalten von Carbonbeton bei hohen Temperaturen N2 - Zur Bewertung der Biegetragfähigkeit dünnwandiger, carbonbewehrter Betonbauteile unter Temperatureinfluss wurden 4-Punkt-Biegeversuche in drei thermischen Konfigurationen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Raumtemperatur kein signifikanter Einfluss der Vorspannung auf die Bruchkraft vorliegt. Mit steigender Temperatur nimmt die Biegetragfähigkeit infolge des Festigkeitsverlustes von Beton und Carbonbewehrung sowie durch das Schmelzen der Tränkungsmatrix deutlich ab. Zwei Versagensmechanismen konnten identifiziert werden, d.h. Zugversagen bei hoher Vorspannung und Verbundversagen bei niedriger Vorspannung. Die Abnahme der Verbundfestigkeit ist auf das Erweichen der Tränkungsmatrix bei Überschreitung der Glasübergangstemperatur zurückzuführen. Bei Temperaturen oberhalb von etwa 200 °C ist keine Tränkungsmatrix und daraus resultierende Verbundwirkung mehr vorhanden. Darüber hinaus wurden im Rahmen von Abplatzversuchen drei Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Betonabplatzungen im Brandfall untersucht, d.h. reaktives Brandschutzsystem (RBS), zementgebundene Brandschutzplatten sowie Zugabe von Polypropylenfasern (PP-Fasern) zur Betonmischung. Die Ergebnisse zeigen, dass der Typ des Carbongeleges die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen beinflusst. Während die Zugabe von PP-Fasern das Abplatzen bei beiden untersuchten Gelegetypen verhindern konnte, war dies bei RBS und Brandschutzplatten nur bei einem Gelegetyp erfolgreich. Die Ursache der Abplatzungen ist auf das temperaturbedingte Schmelzen und die damit einhergehende Volumenzunahme der im Gelege Q85 vorhandenen Hilfsfäden zurückzuführen. Dies führt zu einer Rissbildung parallel zur brandbeanspruchten Betonoberfläche. Der Dampfdruck im Beton ist trotz reduzierter Erwärmungsgeschwindigkeit zu hoch, weshalb es zum Abplatzen kommt. Im Gegensatz dazu bewirkt das Schmelzen der PP-Fasern eine Erhöhung der Permeabilität des Betons. Dadurch kann der entstehende Wasserdampf frühzeitig entweichen, sodass der Dampfdruck unterhalb der kritischen Schwelle bleibt, die für das Abplatzen erforderlich wäre. T2 - Symposium Heißbemessung 2025 CY - Braunschweig, Germany DA - 29.09.2025 KW - Carbonbeton KW - Biegetragfähigkeit KW - Abplatzverhalten PY - 2025 SP - 1 EP - 13 PB - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB), Technische Universität Braunschweig CY - Braunschweig, Deutschland AN - OPUS4-64882 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Fürst, Richard A1 - Eiz Eddin, Ahmad T1 - Lösungsansätze für neue Herausforderungen im konstruktiven baulichen Brandschutz N2 - Der Klimawandel und die zunehmende Ressourcenknappheit stellen Herausforderungen dar, die in Zukunft grundlegende Anpassungen in der Art des Umgangs mit Rohstoffen, Energie und des Wirtschaftens an die Gesellschaft stellen werden. In der Leichtbaustrategie der Bundesregierung wird zusammenfassend festgestellt, dass der fortschreitende Klimawandel Technologien erfordert, die die Transformation der Wirtschaft, eine ressourcenschonende Wertschöpfung und eine nachhaltige und resiliente Rohstoffversorgung sicherstellen. Aus diesen für alle Wirtschaftszweige sehr allgemein formulierten Anforderungen und vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs schnell verfügbarer Bausubstanz, lassen sich konkrete Anforderungen für das Bauwesen ableiten. Es geht um die Reduktion des Ressourcenverbrauchs für die Errichtung und den Betrieb neuer Gebäude sowie die Nach- und Weiternutzung bestehender Bausubstanz. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Themenfeld Infrastruktur das Aktivitätsfeld Leichtbau ins Leben gerufen, das die Forschungsaktivitäten zum Leichtbau bündelt. Im vorliegenden Beitrag werden ausgewählte Projekte in Bezug auf den konstruktiven baulichen Brandschutz vorgestellt und die besonderen Herausforderungen verdeutlicht sowie die daraus abgeleiteten technischen Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Als Beispiel einer Bauweise mit höchstmöglicher Effizienz in der Materialausnutzung sowie exzellenter Recyclingfähigkeit des Werkstoffs wird im Abschnitt „Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit Vollprofil“ gezeigt, wie der Feuerwiderstand von Stahlzuggliedern mit minimalem Materialaufwand sichergestellt werden kann. Anhand des Beispiels der „Alten Aktienspinnerei“ verdeutlicht sich die Relevanz der Methode für die Nachnutzung historischer Bausubstanz. Im Abschnitt „In situ Überprüfung des Feuerwiderstands von Stahltragwerken mit gealterten reaktiven Brandschutzsystemen“ wird gezeigt, wie in Zukunft die minimalinvasive Überprüfung der Wirksamkeit bereits über Jahrzehnte in Nutzung befindlicher reaktiver Brandschutzsysteme (RBS) ermöglicht wird. Dies bildet die Grundvoraussetzung für eine Weiternutzung sowie möglicherweise erforderliche Instandsetzung auch nach Überschreitung der ursprünglich vorgesehenen Nutzungsdauer des RBS anhand einer quantitativen Aussage zum noch vorhandenen Feuerwiderstand. Eine wichtige Strategie im Betonbau zur Verringerung des CO2-Ausstoßes wird im Abschnitt „Feuerwiderstand von Leichtbaukonstruktionen aus vorgespanntem Carbonbeton“ vorgestellt. Das Verbundforschungsvorhaben verfolgt die Entwicklung eines neuen Deckensystems aus vorgespanntem Carbonbeton. Die angestrebte Leichtbauweise verringert den Einsatz von Zement durch Minimierung des erforderlichen Betonvolumens. Um einen möglichst dünnen Deckenspiegel zu erzeugen ist eine Reduzierung der Betondeckung erforderlich, weshalb für den Brandfall Maßnahmen zu ergreifen sind, die die Erwärmung der Carbonbewehrung und die damit einhergehende Degradation des Materials begrenzen. In diesem Zusammenhang sind auch wirksame Strategien zur Eindämmung von Beton-abplatzungen zu entwickeln. Abschließend wird im Abschnitt „Gebäude in Stahl-Modulbauweise mit selbstaussteifenden Raumzellen“ herausgearbeitet, wie diese Bauweise zukünftig noch effizienter werden kann, indem eine Nachweismöglichkeit der aussteifenden Wände in Leichtbauweise für den Brandfall geschaffen wird. T2 - Bauphysikertreffen 2025 - Hochschule für Technik Stuttgart CY - Stuttgart, Germany DA - 28.11.2025 KW - Klimawandel KW - Ressourcenknappheit KW - Bausupstanz KW - Brandfall PY - 2025 VL - Bauphysikertagung 2025 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-65371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Peters, Simon A1 - Pittrich, Tim A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Weise, Frank A1 - Meschke, Günther T1 - Concretes containing blended-cements with reduced carbon-dioxide emissions: A chemo-thermo-hygro-mechanical model for elevated temperatures N2 - A comprehensive analysis aimed at understanding and assessing the high-temperature behavior of concretes containing blended cements (CEM III/A, CEM II/B-Q, and CEM IV), characterized by low carbon-dioxide emissions (during clinker’s production) is necessary to reliably model the damage in the concrete, thermal spalling included. To this purpose, a numerical chemo-thermo-hygro-mechanical model is formulated, to investigate – among other phenomena – heat transmission and pore pressure for different aggregate types. Based on an available hydration model, a dehydration model is established to numerically investigate the evolution of dehydration and porosity at elevated temperatures. Based on the properties of concrete and cement constituents on multiple scales, an analytical homogenization process is proposed to predict the thermal conductivity of the concrete. This process is later validated and implemented into a macroscopic modeling framework. Chemo-thermo-hygro-mechanical analyses show that the dehydration characteristics of blended low carbon-dioxide release cements may increase pore pressure in the concrete by up to 13% compared to the concrete containing ordinary Portland cement. In addition, aggregates exhibiting high thermal conductivity may contribute to a further increase (even more than 35%) in pore pressure compared to aggregates with low thermal conductivity. Last but not least, the proposed model provides the basis for the reduction of the number of the parameters commonly required in the chemo-thermo-hygro-mechanical modeling of cementitious materials. KW - Concrete at high temperature KW - Dehydration KW - Multiscale modeling KW - Thermal conductivity KW - Chemo-hygro-thermal analysis KW - Micromechanics PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-635894 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2025.106163 SN - 0958-9465 VL - 163 SP - 1 EP - 17 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-63589 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Neugum, Tim T1 - Application of the substructure method to assess the fire resistance of thermally restrained columns N2 - Usually, the fire resistance of load-bearing structural elements is determined by single members testing. A mechanical load is applied to the member in a force-controlled manner and is maintained constant throughout the fire test. After applying the mechanical load, the thermal exposure starts according to the ISO 834 fire curve. In this conventional test method, no interaction between the tested member and the entire building structure is considered. In buildings, the surrounding structure can restrain the thermal expansion of a member in case of fire. This may have both positive and negative effects on the fire resistance of this structural element. Several years ago, the Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering (ISISE) at the University of Coimbra in Portugal and the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Germany carried out fire tests on circular and square steel-reinforced concrete columns with restrained thermal expansion. BAM´s column test furnace allows the specimen to be subjected to thermal exposure and mechanical loading simultaneously. In addition, this device has a substructure test module, which can also provide restrained test conditions. In an ongoing research project at BAM and Technische Universität Braunschweig, the effect of restrained test conditions on the behaviour of steel-reinforced columns under fire exposure is further investigated. The comprehensive test programme of the project includes 14 steel-reinforced concrete columns. Several parameters are varied, i.e., the stiffness representing the surrounding structure of the column, the load level, the eccentricity of the applied load, and the fire exposure to be used. The selection of parameters is based on a real building case study. Furthermore, material tests are carried out to characterize the mechanical properties of the concrete at elevated temperatures, to be included in a numerical simulation. T2 - Vortrag an der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr in Hamburg CY - Hamburg, Germany DA - 27.01.2026 KW - Fire tests KW - Steel-reinforced concrete columns KW - Thermal constraint KW - Substructure method KW - Numerical simulation PY - 2026 AN - OPUS4-65431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pittrich, Tim A1 - Jansen, Daniel A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Dehn, Frank T1 - Thermal decomposition in blended cement systems and its effect on fire-induced concrete spalling: Insights from XRD and TGA N2 - Blended cements are gaining increasing popularity due to their lower CO2-footprint in comparison to ordinary Portland cement (OPC). However, this growing use raises the potential risk of buildings made with blended cement concrete being exposed to fire, which can lead to heavy damages caused by explosive concrete spalling. It has already been shown that the cement type strongly influences the fire-induced concrete spalling and the thermally induced moisture transport, however, to understand the mechanisms behind these findings the thermal decomposition behavior of the cementitious matrix must be investigated more systematically. Therefore, the phase content of three blended cement pastes (CEM II/A-LL, CEM III/A and CEM II/B-Q) was studied in comparison with a Portland cement paste (CEM I) after temperature exposure to 20 ◦C, 105 ◦C, 300 ◦C and 500 ◦C. Clear differences in the initial phase composition and their dehydration behavior between the individual cement types were recognized. In conclusion, blended cements showed lower amounts of AFt and AFm phases and additionally lower amounts of portlandite and C-(A)-S-H were found in CEM III/A and CEM II/B-Q pastes. The results suggest that higher AFt and AFm contents in CEM I, which are associated with greater water release at relatively low temperatures may ultimately reduce the spalling risk. Furthermore, C-(A)-S-H in CEM III/A and CEM II/B-Q showed increased thermal stability and large amounts of non-hydrated phases were found in every blended cement paste. Both of those aspects might contribute to thermomechanical spalling and the overall increased spalling susceptibility observed in blended cement concrete. KW - Fire concrete spalling KW - High temperatures KW - Blended cements KW - Dehydration KW - XRD KW - TGA PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-653698 DO - https://doi.org/10.1016/j.cscm.2026.e05784 SN - 2214-5095 VL - 24 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-65369 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kruschwitz, Sabine A1 - Munsch, Sarah Mandy A1 - Telong, Melissa A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Bintz, Thilo A1 - Fladt, Matthias A1 - Stelzner, Ludwig T1 - The NMR core analyzing TOMograph: A multi-functional tool for non-destructive testing of building materials N2 - NMR is becoming increasingly popular for the investigation of building materials as it is a non-invasive technology that does not require any sample preparation nor causes damage to the material. Depending on the specific application it can offer insights into properties like porosity and spatial saturation degree as well as pore structure. Moreover it enables the determination of moisture transport properties and the (re-)distribution of internal moisture into different reservoirs or chemical phases upon damage and curing. However, as yet most investigations were carried out using devices originally either designed for geophysical applications or the analysis of rather homogeneous small scale (< 10 mL) samples. This paper describes the capabilities of an NMR tomograph, which has been specifically optimized for the investigation of larger, heterogeneous building material samples (diameters of up to 72 mm, length of up to 700 mm) with a high flexibility due to interchangeable coils allowing for a high SNR and short echo times (50 - 80 m s). KW - Fire spalling KW - Moisture transport KW - Concrete KW - Cement hydration KW - Sensitivity KW - Supplementary cementitous materials KW - Frost salt attack PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-573755 DO - https://doi.org/10.1016/j.mrl.2023.03.004 SN - 2097-0048 VL - 3 IS - 3 SP - 207 EP - 219 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-57375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha T1 - Lösungsansätze für neue Herausforderungen im konstruktiven baulichen Brandschutz N2 - Der Klimawandel und die zunehmende Ressourcenknappheit stellen Herausforderungen dar, die in Zukunft grundlegende Anpassungen in der Art des Umgangs mit Rohstoffen, Energie und des Wirtschaftens an die Gesellschaft stellen werden. In der Leichtbaustrategie der Bundesregierung wird zusammenfassend festgestellt, dass der fortschreitende Klimawandel Technologien erfordert, die die Transformation der Wirtschaft, eine ressourcenschonende Wertschöpfung und eine nachhaltige und resiliente Rohstoffversorgung sicherstellen. Aus diesen für alle Wirtschaftszweige sehr allgemein formulierten Anforderungen und vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs schnell verfügbarer Bausubstanz, lassen sich konkrete Anforderungen für das Bauwesen ableiten. Es geht um die Reduktion des Ressourcenverbrauchs für die Errichtung und den Betrieb neuer Gebäude sowie die Nach- und Weiternutzung bestehender Bausubstanz. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Themenfeld Infrastruktur das Aktivitätsfeld Leichtbau ins Leben gerufen, das die Forschungsaktivitäten zum Leichtbau bündelt. Im vorliegenden Beitrag werden ausgewählte Projekte.in Bezug auf den konstruktiven baulichen Brandschutz vorgestellt und die besonderen Herausforderungen verdeutlicht sowie die daraus abgeleiteten technischen Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. T2 - Bauphysikertreffen 2025 -- Hochschule für Technik Stuttgart CY - Stuttgart, Germany DA - 28.11.2025 KW - Brandschutz KW - Leichtbau PY - 2025 AN - OPUS4-65370 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pittrich, Tim A1 - Peters, Simon A1 - Meschke, Günther A1 - Weise, Frank A1 - Stelzner, Ludwig T1 - Thermally induced moisture transport in concrete with different types of blended Portland cement studied by 1H-NMR relaxometry N2 - Clinker-reduced cements are gaining in popularity as part of efforts to lower the construction industry’s CO2 footprint. Past studies showed that utilization of these cements negatively influences the fire-induced spalling behavior of concrete, which is highly influenced by thermohydraulic damage mechanisms. Therefore, thermally induced moisture transport in normal strength concretes made with different types of blended cements (CEM I, CEM II/A-LL, CEM III/A and CEM II/B-Q) was investigated by means of 1H-NMR relaxometry in combination with supportive side investigations concerning permeability and porosity. In addition, a numerical model was used to analyze in-situ moisture development during high temperature exposure. The results show that the cement type influences both initial moisture content and pore size-specific moisture distribution. This was primarily reflected in an increased water content in CEM III/A and CEM II/B-Q concretes as well as a comparable high gel pore water fraction in CEM II/B-Q concrete before heating. After heating, a similar degree of pore coarsening from gel to capillary pore was observed in all samples. Although the measurements were only conducted after, not during, high temperature exposure, the depth of the drying front and the extent of the moisture clog could be determined. With the additional numerical analysis, it can be assumed that during high temperature load, the drying front is less advanced and the moisture clog even more pronounced. In conclusion, it can be stated that the increased spalling susceptibility in blended cement concrete is caused by the lower initial permeability and increased moisture content. KW - Fire concrete spalling KW - Thermally induced moisture transport KW - Blended cements KW - 1H-NMR PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656846 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-026-03025-4 SN - 1359-5997 VL - 59 IS - 3 SP - 1 EP - 20 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-65684 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Kobe, André A1 - Pittrich, Tim T1 - Konstruktiver Brandschutz: Abplatzverhalten von Beton, Innovativer Versuchsaufbau und klinkereffiziente Zemente N2 - Bauteile aus Beton besitzen in der Regel ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen aufgrund ihrer großen Masse, der Nichtbrennbarkeit des Baustoffs sowie der geringen Wärmeleitfähigkeit einen hohen Feuerwiderstand. Jedoch kann der Querschnitt durch Abplatzungen im Brandfall reduziert und die Bewehrung freigelegt werden. Dies kann zum frühzeitigen Verlust der Standsicherheit und in der Folge insbesondere bei Infrastrukturbauwerken zu massiven ökonomischen Folgeschäden führen. Der Beitrag präsentiert aktuelle Forschungsarbeiten der BAM zur Analyse des Abplatzverhaltens von Beton. Auf Basis experimenteller Untersuchungen zum Einfluss der Prüfkörpergröße auf das Abplatzverhalten wird eine weiterentwickelte Prüfmethodik vorgestellt. Diese ermöglicht es, die Abplatzneigung von Betonrezepturen mittels kleinformatiger Prüfkörper zu analysieren. Abschließend wird unter Anwendung dieser Methode der Einfluss verschiedener Zementarten auf das Abplatzverhalten eines normalfesten Betons untersucht. T2 - STUVA-Tagung 2025 – Internationales Forum für Tunnel und Infrastruktur CY - Hamburg, Germany DA - 25.11.2025 KW - Explosionsartiges Abplatzen KW - Brandfall KW - Klinkereffiziente Zemente PY - 2025 SN - 978-3-96892-327-7 SP - 437 EP - 444 AN - OPUS4-65685 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stelzner, Ludwig T1 - Konstruktiver Brandschutz: Abplatzverhalten von Beton, Innovativer Versuchsaufbau und klinkereffiziente Zemente N2 - Bauteile aus Beton besitzen in der Regel ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen aufgrund ihrer großen Masse, der Nichtbrennbarkeit des Baustoffs sowie der geringen Wärmeleitfähigkeit einen hohen Feuerwiderstand. Jedoch kann der Querschnitt durch Abplatzungen im Brandfall reduziert und die Bewehrung freigelegt werden. Dies kann zum frühzeitigen Verlust der Standsicherheit und in der Folge insbesondere bei Infrastrukturbauwerken zu massiven ökonomischen Folgeschäden führen. Der Beitrag präsentiert aktuelle Forschungsarbeiten der BAM zur Analyse des Abplatzverhaltens von Beton. Auf Basis experimenteller Untersuchungen zum Einfluss der Prüfkörpergröße auf das Abplatzverhalten wird eine weiterentwickelte Prüfmethodik vorgestellt. Diese ermöglicht es, die Abplatzneigung von Betonrezepturen mittels kleinformatiger Prüfkörper zu analysieren. Abschließend wird unter Anwendung dieser Methode der Einfluss verschiedener Zementarten auf das Abplatzverhalten eines normalfesten Betons untersucht. T2 - STUVA-Tagung 2025 – Internationales Forum für Tunnel und Infrastruktur CY - Hamburg, Germany DA - 25.11.2025 KW - Explosionsartiges Abplatzen KW - Brandfall KW - Klinkereffiziente Zemente PY - 2025 AN - OPUS4-65686 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin A1 - Stelzner, Ludwig A1 - Kremberg, Jan A1 - u. a., T1 - CO2 Einsparung durch Ressourceneffizienz als Folge von Materialsubstitution bei hochbeanspruchten Zuggliedern im Brückenbau - Netzwerkbogenbrücken mit Zuggliedern aus Carbon N2 - Für die hoch beanspruchten Zugglieder von Netzwerkbogenbrücken stellt der Einsatz von Carbonzuggliedern eine technisch innovative und vorteilhafte Lösung dar. Im Rahmen von ersten Pilotanwendungen konnte ein ausreichender Ermüdungswiderstand für den jeweiligen Einsatz nachgewiesen werden – der tatsächlich vorhandene Ermüdungswiderstand wurde bislang jedoch nicht erforscht. Die Aufgabenstellung des Verbundforschungsvorhabens umfasst die Gewinnung einer Datengrundlage für statistisch abgesicherte Bauteilkennlinien und Traglasten auf Grundlage von statischen Versuchen. Der Schwerpunkt liegt auf der Gewinnung einer Datengrundlage an realmaßstäblichen Bauteilversuchen unter Ermüdungsbelastung zur Bestimmung einer Ermüdungsversagensfunktion (S-N-Kurve), welche durch Kleinversuchsserien und faseroptische Messungen zur isolierten Betrachtung einzelner Einflussgrößen begleitet wurde. Direkt übertragbare Erkenntnisse zum Tragverhalten bei Brandbeanspruchung lagen ebenfalls nicht vor und sollten im Zuge von Bauteilversuchen unter Last und gleichzeitiger Brandbeanspruchung gewonnen werden zur Vergleichbarkeit des Verhaltens mit herkömmlichen Zuggliedern aus Stahl. Die Aufgabenstellung wurde in 9 Arbeitspaketen und insgesamt 29 Teilarbeitspaketen aufgegliedert. Diese beinhalten die Schaffung einer gemeinsamen Wissens- und Arbeitsbasis, die Erarbeitung von Versuchsparametern, die Planung und Herstellung der Versuchskörper und der Versuchsstände, statische Versuche, Ermüdungsversuche bis zum Bruch, Ermüdungsversuche mit Bestimmung der Resttragfähigkeit, Versuche zur Untersuchung des Tragverhaltens bei erhöhter Temperatur und Brandbeanspruchung bei simultaner mechanischer Zugbelastung, faseroptische Messungen und Kleinprobenversuche sowie die Zusammenführung und Auswertung der Ergebnisse. KW - Brandschutz KW - Carbon KW - Zugglied PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-657994 DO - https://doi.org/10.34657/32958 SP - 1 EP - 179 AN - OPUS4-65799 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -