TY - CONF A1 - Hüsken, Götz A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony A1 - Schönsee, Eric A1 - Strangfeld, Christoph T1 - An assessment of the repeatability of 3D printed concrete structures N2 - Additive manufacturing of concrete structures, also known as 3D concrete printing, is a technology that received a lot of attention over the past decade due to its financial an ecological advantage as sustainable construction technology. Although several techniques and approaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied and harmonized standards are not existing. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to be representative for the whole structure. A defect in one layer during the printing can affect the entire integrity of the whole structure. This study shows the results of an arch designed as framework structure that was printed multiple times under the same boundary conditions using an extrusion-based 3D concrete printer. Each arch was tested for its mechanical strength and load bearing behavior. The results of the mechanical testing of the printed arches are compared with material data obtained by classical tests and discussed regarding their statistical significance. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Repeatability KW - Monitoring KW - Process control KW - Quality control PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611012 DO - https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202408150641-0 SP - 1 EP - 9 PB - TU Braunschweig AN - OPUS4-61101 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rogge, Andreas A1 - Meng, Birgit A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - 63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Green Intelligent Building N2 - Das jährlich im Herbst an wechselnden Forschungsstandorten stattfindende DAfStb-Forschungskolloquium wurde im Jahr 2024 von der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin ausgerichtet. Unter der Überschrift „Green Intelligent Building“ referierten rd. 35 Vortragende in fünf Sitzungen unterschiedlicher Thematik über verschiedene betonbezogene Forschungsschwerpunkte in der BAM. Anhand der überwiegend von Doktoranden und Post-Docs dargebotenen Vorträge konnten sich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer ein aktuelles Bild von der Qualität der wissenschaftlichen Arbeit und der hervorragenden Forschungsmöglichkeiten in der BAM machen. Durch die Vernetzung unterschiedlich ausgerichteter Fachbereiche innerhalb der BAM werden Synergie-Effekte genutzt. Analytische, baustoffliche, konstruktive, umweltorientierte und auf die Verfahrensentwicklung ausgerichtete Bereiche der BAM forschen gemeinsam zum Thema Stahlbetonbau. Es folgen ausführliche Zusammenfassungen der Tagungsinhalte. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Bauteile KW - Bauwerke KW - Beton KW - Chemie der Bindemittel KW - Digitalisierung im Bauwesen KW - Green Intelligent Building KW - Innovative Technologien KW - Klimafreundliche Bindemittel KW - Ressourcenschonung PY - 2025 SN - 0005-9846 VL - 75 IS - 4 SP - 128 EP - 129 PB - concrete content UG CY - Schermbeck AN - OPUS4-63109 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jeyifous, Olubunmi Anthony T1 - Correlation of continuously measured in-line process parameters and extruded geometry in 3D concrete printing experiments N2 - Additive manufacturing of concrete structures is a novel and emerging tech-nology. Free contouring in civil engineering, which allows for entirely new designs, is a significant advantage. Although several techniques and ap-proaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challenging and rarely applied. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to represent the whole structure. A defect in one layer during printing can affect the in-tegrity of the entire structure. Therefore, continuous and real-time process monitoring is required to record and document the printing process. At the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), a test rig for 3D concrete printing was developed to monitor the properties during the printing process. This study investigates the relationship between geometric accuracy and process parameters (pressure, pump torque, print speed, layer height, water content) in extrusion-based 3D concrete printing. Using a high-precision laser scanner, the geometric measurements of printed concrete ele-ments are evaluated in real-time. The concrete elements are printed under controlled conditions with varied process parameters. Preliminary findings indicate a significant correlation between process variables and geometric ac-curacy. T2 - Fourth RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - 3D concrete printing KW - Geometric accuracy KW - Process monitoring KW - Quality control PY - 2024 DO - https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-031-70031-6_15 AN - OPUS4-61532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seher, Julia T1 - Hydrothermalgranulate - Verwertungsmöglichkeit für Mauerwerkbruch N2 - Jährlich fallen in Deutschland etwa 75 Mio. t mineralische Bau- und Abbruchabfälle an, die eine vielfältig einsetzbare sekundäre Rohstoffquelle darstellen. Trotz hoher Verwertungsquoten werden Bau- und Abbruchabfälle zum Teil deponiert oder nur in Anwendungen mit geringen Qualitätsanforderungen eingesetzt, weil geeignete hochwertige Verwertungswege für solche sehr heterogen zusammengesetzte Körnungen mit hohem Feinanteil fehlen. Der Reststoff Mauerwerkbruch ist ein heterogenes SiO2-reiches Gemisch aus Ziegel-, Beton- und Leichtbeton-, Kalksandstein- und Porenbetonbruch sowie Putz- und Mörtelanhaftungen. Die uneinheitliche Zusammensetzung und mehr als 50 % Feinanteile durch die mechanische Aufbereitung verhindern eine unmittelbare Wiederverwertung als rezyklierte Gesteinskörnung. Eine Möglichkeit der effektiven Verwertung von Mauerwerkbruch stellt das rohstoffliche Recycling über einen hydrothermalen Stoffumwandlungsprozess dar, bei dem poröse Granulate entstehen. Aus den Eigenschaften der Hydrothermalgranulate, insbesondere ihrer Porenstruktur, ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten als Filter- oder Speichermaterial, d. h. auch in Bereichen, die über den Bausektor hinausgehen. Hierbei können die Granulate Gesteinskörnungen natürlichen Ursprungs, z. B. Lavasand und Bims, oder aus natürlichen Rohstoffen hergestellte Körnungen, z. B. Blähtone, ersetzen. Somit wird ein Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen und zur Energieeinsparung im Vergleich zur Blähtonherstellung geleistet. Ziel des ZIM-Kooperationsprojekts „HYTEGRA – Hydrothermalgranulate“ war die Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung leichter Gesteinskörnungen durch die hydrothermale Behandlung eines Gemischs quarz- und kalkreicher Reststoffe. Als Ausgangsstoffe dienten ziegelhaltiger Mauerwerkbruch als SiO2-Träger und Papierasche aus dem Altpapierrecycling als CaO-Träger. Die vollständige Prozesskette von der mechanisch-physikalischen Aufbereitung der Reststoffe über die Formgebung der Grüngranulate bis zur hydrothermalen Härtung der Leichtgranulate wurde im Labormaßstab entwickelt und erprobt. Die Anwendung der Hydrothermalgranulate als Speichermaterial zur inneren Nachbehandlung von Beton und als Pflanzsubstrat sowie als Filtermaterial in Bodenfiltern zur Abwasserbehandlung wurde untersucht. Im Vortrag wird ein Überblick über die Ergebnisse des erfolgreich abgeschlossenen Projekts „HYTEGRA“ gegeben. T2 - Kolloquium der Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin: Die Energiewende 2.0 - Im Fokus: Die Stoffwirtschaft CY - Potsdam, Germany DA - 09.06.2023 KW - Mauerwerkbruch KW - Poröse Granulate KW - Rohstoffliches Recycling KW - Papierasche KW - Leichte Gesteinskörnung PY - 2023 AN - OPUS4-57639 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fiedler, Georg A1 - Hering, Marcus A1 - Schubert, T. A1 - Bracklow, F. A1 - Nerger, Deborah A1 - Hille, Falk A1 - Beckmann, B. ED - Wuttke, F. ED - Aji, H. ED - Özarmut, A. T1 - Schädigung von Stahlbetonplatten infolge eines harten Anpralls - Vergleich von halb-empirischen Methoden und experimentellen Ergebnissen N2 - Schutzbauwerke von systemkritischen Infrastruktureinrichtungen wie Betonwände und Betonbarrieren müssen Anprallereignissen oder schweren Unfällen in einem vertretbaren Maße widerstehen können. Anprallereignisse können verschiedenster Natur sein. Hierzu zählen Steinschlag, Fahrzeug- oder Flugzeuganprall oder auch Geschosseinschlag. Geschosseinschläge bzw. Bei den Anprall- oder Impaktereignissen wird zwischen hartem und weichem Anprall unterschieden, bei hartem Anprall verformt sich der Anprallkörper nicht oder nur geringfügig, bei weichem Anprall stark. In diesem Artikel werden Forschungsergebnisse zum harten Anprall auf bewehrte Stahlbetonplatten vorgestellt, welche über die letzten Jahre im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen dem Institut für Massivbau (IMB) der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführt wurden. Auf dem Gelände des Otto-Mohr-Labors (OML) der TUD steht hierfür ein speziell konzipierter Fallturm zur Verfügung. Der Aufbau im Fallturm lässt aktuell druckluftbeschleunigte Impaktversuche mit mittleren Anprallgeschwindigkeiten zu. Die durch Anprall geschädigten Stahlbetonplatten wurden anschließend bei der BAM mit Strahlung tomographisch untersucht. Diese Untersuchungen ermöglichen einen Blick auf die Schädigung und Rissstruktur im Inneren der Stahlbetonplatten. Ein Schwerpunkt der durchgeführten Untersuchung ist der Vergleich von Testergebnissen mit den häufig angewendeten halbempirischen Berechnungsmethoden zu den erforderlichen Wandstärken und den sich daraus ergebenden zulässigen Anprallgeschwindigkeiten. Bei diesem Vorgehen wird auch die mit analytischen Methoden abschätzbare Durchdringungsgeschwindigkeit bzw. Austrittgeschwindigkeit eines Projektils ermittelt und mit den realen Testergebnissen verglichen. Außerdem wird der Einfluss von sowohl externen als auch internen Strukturparametern auf Risse betrachtet und ein Fazit abgeleitet. Weiterhin werden laufende und zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen zum Anprall auf Betonstrukturen am IMB und der BAM genannt. T2 - 18. D-A-CH-Tagung CY - Kiel, Germany DA - 13.09.2023 KW - Impakt KW - Harter Anprall an Stahlbetonstrukturen KW - Fallturm PY - 2023 SN - 978-3-930108-15-1 SP - 471 EP - 479 PB - Deutsche Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik (DGEB) e.V. AN - OPUS4-58341 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Seher, Julia T1 - Lightweight Aggregates - Recycling of Construction and Demolition Waste N2 - A brief introduction into the production of lightweight aggregates from construction and demolition waste and some results of the project HYTEGRA. T2 - Postdoc Symposium: BAM Focus Area Material CY - Online meeting DA - 28.04.2021 KW - Leichte Gesteinskörnung KW - Rohstoffliches Recycling KW - Reststoffe KW - Mauerwerkbruch KW - Papierasche KW - Speichermaterial PY - 2021 AN - OPUS4-52606 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Internal sulfate resistance of concrete N2 - If the amount of sulfate within the mix design for concrete is not balanced, ettringite formation which first controls solidification continues while the concrete is hardening. Ettringite forms by reaction of sulfate contained in the cement or in some admixture with calcium aluminate (C3A) as cement component. The “late primary ettringite formation” promotes an increase in volume within the hardened concrete leading to cracks. To analyze the effect of substituting part of ordinary Portland cement (OPC) by a treated brown coal fly ash mortar bars were tested according to ASTM C452. This test method was originally developed to extrapolate from the internal to external sulfate attack and is based on the idea that by testing a concrete mixture containing sulfate the process of deterioration is accelerated because it does not have to diffuse into the concrete before reaction first. In addition to the samples prescribed in ASTM C452 further samples in the size of the German SVA procedure were tested also designed for accessing the external sulfate resistance. The results show that while the replacement of 25 % of cement by brown coal fly ash leads to length changes around the limit defined by ASTM, the substitution of 50 % cement exceeded the limit by a multiple. The progress of expansion is the very similar for the two geometries tested. In-situ XRD measurements confirmed that while for pastes made of OPC the formation of ettringite is completed after 20 hours, this is not true for the mixtures containing the brown coal fly ash. In a different study the effect of hydrothermal treatment on the phase composition of ultra-high-performance concrete was analyzed. The results show that the sulfate and aluminate resulting from the decomposition of ettringite are bound into new phases. If this binding is permanent this might allow the larger use of sulfate bearing raw materials. T2 - EuroCoalAsh 2021 Conference CY - Online meeting DA - 02.11.2021 KW - Brown coal fly ash KW - Ettringite KW - Internal sulfate resistance KW - Test methods KW - In-situ XRD KW - Hydrothermal treatment PY - 2021 AN - OPUS4-54134 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönsee, Eric T1 - Investigations on multi-sensor data for monitoring volume flow during the printing process N2 - Extrusion based 3D concrete printing (3DCP) is a growing technology because of its high potential for automating construction and the new possibilities of design. In conventional construction methods, a sample is taken to be representative for one material batch. However, in 3DCP continuous mixing is used which results in variations during the mixing process. Therefore, one sample is not representative for the entire structure. This leads to the necessity of continuous and real-time process monitoring. This study focuses on the variations of pressure and temperature which are caused by changes in the material due to the ongoing mixing process. Changes in material, which is transported downstream, are influencing sensor signals in different positions with a time delay. In the following, the data is analysed to investigate if the changing material and the so caused change in pressure can be used to calculate volume flow. T2 - Digital Concrete 2024 CY - Munich, Germany DA - 04.09.2024 KW - Additive Manufacturing KW - In-line Monitoring KW - Volume Flow KW - Process Control PY - 2024 AN - OPUS4-61002 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weise, Frank A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, Tanja A1 - Maier, Bärbel A1 - Fladt, Matthias A1 - Simon, Sebastian A1 - Gardei, Andre A1 - Höhnel, Desirée A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Meng, Birgit T1 - A multiscale and multimethod approach to assess and mitigate concrete damage due to alkali-silica reaction N2 - Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide. The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented. KW - Mitigation strategies KW - Concrete KW - Damage analysis KW - Alkali silica reaction KW - Road pavement KW - Accelerated testing KW - Non-destructive testing KW - Microstructure PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2022052515100075090235 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101346 SN - 1527-2648 VL - 24 IS - 6 SP - 1 EP - 36 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54951 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rübner, Katrin T1 - HYTEGRA - Hydrothermalgranulate - Rohstoffliches Recycling von Mauerwerkbruch N2 - Ziel des Projekts HYTEGRA ist die Herstellung leichter Gesteinskörnungen durch hydrothermale Behandlung quarz- und kalkreicher Reststoffe. Als Ausgangsstoffe dienen heterogener Mauerwerkbruch aus Bau- und Abbruchabfällen als SiO2-Träger und Papierasche aus dem Altpapierrecycling als CaO-Träger. Für beide Reststoffe besteht derzeit ein Verwertungsdefizit. Das Verfahren beruht auf der Idee des rohstofflichen Recyclings, d. h. die chemisch-mineralogischen Stoffeigenschaften werden für die hydrothermale Stoffumwandlung genutzt. Bei der Härtung der Hydrothermalgranulate bilden sich Calciumsilicathydrat-Phasen (CSH) aus der Reaktion zwischen Quarzpartikeln und Kalk im Autoklav bei 200 °C und 16 bar Sattdampf. T2 - Innovationstag Mittelstand des BMWK am 22. Juni 2022 CY - Berlin, Germany DA - 23.06.2022 KW - Mauerwerkbruch KW - Papierasche KW - Rohstoffliches Recycling KW - Leichte Gesteinskörnung KW - Bodenfilter PY - 2022 AN - OPUS4-55552 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kocherla, Amarteja T1 - Embedded Sensors for Quality Control and Structural Integrity Monitoring of Large scale 3DCP Structures N2 - Additive manufacturing of concrete structures is a novel and emerging technology. Free contouring in civil engineering, which allows for entirely new designs, is a significant advantage. Although several techniques and approaches demonstrate these advantages, quality control during printing is highly challeng-ing and rarely applied. Due to the continuous mixing process used in 3D concrete printing, it is impossible to exclude variations in the dry mixture or water content, and a single test sample is insufficient to represent the whole structure. A defect in one layer during printing can affect the integrity of the entire structure. T2 - 34th Annual Conference & Exhibition on non destructive evaluation & enabling technologies CY - Chennai, India DA - 12.12.2024 KW - Embedded sensors KW - Additive manufacturing KW - Concrete printing KW - Piezo sensors PY - 2024 AN - OPUS4-62546 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -