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 -