TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - AKR an Betonfahrbahndecken - ausgewählte Einflussgrößen und neuartige AKR-Vermeidungsstrategie N2 - In den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz vermehrt Schäden an vor 2005 hergestellten Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Vor diesem Hintergrund werden in diesem Beitrag zunächst die Voraussetzungen und ausgewählte Einflussgrößen für eine schädigende AKR aufgezeigt. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei der Rolle des Tausalzeintrags durch den Winterdienst bei Betonfahrbahndecken geschenkt. So wird mit Löseversuchen in 1 M KOH-Lösung zweier Gesteinskörnungen bei 80 °C gezeigt, dass mit zunehmender NaCI-Zugabe die Löslichkeit von SiÖ2 zunimmt und die von AI2O3 eine Verminderung erfährt. Basierend auf dem so exemplarisch erbrachten Nachweis für die Verstärkung der schädigenden AKR durch das Tausalz wird die Notwendigkeit und Richtigkeit der Durchführung von AKR-Betonversuchen mit Alkalizufuhr im ARS 04/2013 zur zukünftigen Vermeidung von AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken im Rahmen von Neubau- und Erneuerungsmaßnahmen im Bundesfernstraßennetz belegt. Zusätzlich durchgeführte WS-Grundprüfungen nach dem ARS 04/2013 mit den beiden Gesteinskörnungen der Löse versuche veranschaulichen, dass die nach der Alkali- Richtlinie des DAfStb als unbedenklich eingestuften Gesteinskörnungen bei den Betonversuchen mit Alkalizufuhr durchaus als alkaliempfindlich bewertet werden können. Dies wiederum führt zu einer Verminderung der für den Betonstraßenbau verfügbaren Gesteinskörnungen. Vor diesem Hintergrund wird nach neuartigen AKR-Vermeidungsstrategien gesucht, die auch eine Verwendung der als grenzwertig alkaliempfindlich eingestuften Gesteinskörnungen erlaubt. Einen möglichen Lösungsansatz stellt in diesem Kontext die Innenhydrophobierung des Fahrbahndeckenbetons dar. Es soll so durch die Behinderung des Feuchte- und Tausalzeintrags in den Beton der AKR-Schädigungsprozess signifikant vermindert werden. Für die Bewertung der Leistungsfähigkeit der Innenhydrophobierung zur Vermeidung bzw. Verminderung einer schädigenden AKR in Betonfahrbahndecken wird zurzeit im Aufträge der BASt an der BAM ein Forschungsvorhaben bearbeitet. Im Rahmen dieses Beitrags werden erste Ergebnisse dieses Projekts vorgestellt. So wird exemplarisch an einem Oberbeton (D > 8)/Unterbeton und einem Oberbeton 0/8 mit einer alkaliempfindlichen Gesteinskörnung der Einfluss zweier Hydrophobierungsmittel auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften ganzheitlich aufgezeigt und bewertet. Bei Letzteren stehen zunächst die mechanischen und hygrischen Parameter sowie der Frost-Tausalzwiderstand im Vordergrund. In einem weiteren Schritt wird der Einfluss beider Hydrophobierungsmittel auf die schädigende AKR mittels AKR-Betonversuchen mit Alkalizufuhr beleuchtet. Dabei gelangen ergänzend zur Beurteilung des Tausalzeintrags die Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) und zur Bewertung der Ausprägung der AKR und sekundären Ettringitbildung (SEB) die Dünnschliffmikroskopie zum Einsatz. T2 - 9. Betonfachtagung 2019 CY - Berlin, Germany DA - 12.11.2019 KW - AKR KW - Betonfahrbahn KW - Innenhydrophobierung KW - Tausalzeintrag KW - AKR-Betonversuche PY - 2019 SN - 978-3-7640-0633-4 SP - 159 EP - 176 AN - OPUS4-50056 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schnell, A. A1 - Rübner, Katrin A1 - Ihlenfeldt, Toni A1 - Vöge, M. T1 - Leichtgranulate aus heterogenen Bau- und Abbruchabfällen N2 - Mineralische Bauabfälle stellen in den Industrienationen den größten Abfallstrom dar. Allein in Deutschland fallen jährlich mehr als 50 Mio. Tonnen Bauschutt an, der hauptsächlich aus Beton- und Mauerwerkbruch besteht. Dabei nehmen die Verwertungs- und Recyclingquoten bei den bereits etablierten herkömmlichen Einsatzgebieten für aufbereitete Bau- und Abbruchabfälle mit zunehmender Heterogenität des Materials ab. Ein höherwertiges Recycling mit dem Ziel das aufbereitete Material beispielsweise in Betonprodukten einzusetzen erfolgt heute in Deutschland lediglich im Rahmen von Pilotprojekten. So können die groben Körnungen des Betonbruchs als rezyklierte Gesteinskörnung im Beton eingesetzt werden. Besonders eingeschränkte Verwertungsmöglichkeiten liegen für Mauerwerkbruch vor, einem Gemisch aus Beton, Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton, Mörtel, Natursteinen und anderen mineralischen Bestandteilen. Die Ursache hierfür ist neben der heterogenen Zusammensetzung des Materials auch dessen feine Kornverteilung, die durch den bei der mechanischen Aufbereitung zwangsläufig anfallenden Feinkornanteil von 30 bis über 40 Prozent bedingt ist. Defizite in der Verwertung bestehen also besonders bei heterogenen feinkörnigen Gemischen. Hier müssen Ansätze gefunden werden, um eine hochwertige Wiederverwertung zu ermöglichen. Dafür ist eine möglichst gute Trennung der einzelnen Materialfraktionen ein bewährter Ansatz. Während Metalle mittels Band- und Wirbelstromabscheidern und leichte Fremdbestandteile über Windsichtung und Dichtesortierung ausgetragen werden können, ist eine Trennung der Materialien Ziegel, Mörtel und Beton, insbesondere für die feinen Fraktionen, derzeit technologisch und wirtschaftlich nicht umsetzbar. Ein rohstoffliches Recycling dieser heterogen zusammengesetzten Abfälle unter Nutzung ihrer chemisch-mineralogischen Zusammensetzung ohne eine vorherige Trennung in die einzelnen Materialfraktionen bietet sich als Alternative an. Ergebnisse zur Herstellung von Leichtgranulaten aus Mauerwerkbruch und Tonen in einem thermischen Prozess ähnlich der Blähtonherstellung wurden bereits mehrfach veröffentlicht. Diese Recycling-Granulate (RCG) könnten unter anderem als leichte Gesteinskörnung für Betone verwendet werden. T2 - 24. Tagung Siedlungsabfallwirtschaft Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 18.09.2019 KW - Leichte Gesteinskörnungen KW - Bau- und Abbruchabfälle KW - Mauerwerkbruch KW - Recycling PY - 2019 VL - 2019 SP - 89 EP - 94 PB - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg CY - Magdeburg AN - OPUS4-50189 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche" von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Membranabdeckung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 VL - 2019 SP - 142 EP - 152 AN - OPUS4-50857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bayane, I. A1 - Long, Lijia A1 - Thöns, Sebastian A1 - Brühwiler, E. T1 - Quantification of the conditional value of SHM data for the fatigue safety evaluation of a road viaduct N2 - Fatigue safety verification of existing bridges that uses ‘‘re-calculation’’ based on codes, usually results in insufficient fatigue safety, triggering invasive interventions. Instead of “re-calculation”, Structural Health Monitoring (SHM) should be used for the assessment of the existing bridges. Monitoring systems provide data that can reduce uncertainties associated with the fatigue loading process and the structural resistance. The objective of this paper is to quantify the value of the SHM system implemented in a 60-years-old road viaduct to investigate its fatigue safety, through modeling of the fundamental decisions of performing monitoring in conjunction with its expected utility. The quantification of the conditional value of information is based on the decision tree analysis that considers the structural reliability, various decision scenarios as well as the cost-benefit assessments. This leads to a quantitative decision basis for the owner about how much time and money can be saved while the viaduct fulfills its function reliably and respects the safety requirements. The originality of this paper stands in the application of the value of information theory to an existing viaduct considering the fatigue failure of the system based on the monitoring data and the cost-benefit of monitoring method. T2 - 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering CY - Seoul, South Korea DA - 26.05.2019 KW - Fatigue safety KW - Value of information PY - 2019 SP - 275 EP - 288 CY - Seoul, South Korea AN - OPUS4-50809 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schaumann, P. A1 - Schürmann, K. A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Automatically Welded Tubular X-Joints - Welding Procedure and Prediction of the Technical Fatigue Crack Location N2 - To increase the competitiveness of jacket substructures compared to monopiles a changeover from an individual towards a serial jacket production based on automated manufactured tubular joints combined with standardized pipes has to be achieved. Therefore, this paper ad-dresses the welding process of automated manufactured tubular X-joints. Additionally, fatigue tests of the automatically welded tubular joints are presented focusing on the location of the technical fatigue crack. The detected location of the technical crack is compared to numerical investigations predicting the most fatigue prone notch con-sidering the structural stress approach as well as the notch stress ap-proach. T2 - 29th International Ocean and Polar Engineering Conference CY - Honolulu, Hawaii, USA DA - 16.06.2019 KW - Notch stress approach KW - Tubular X-joints KW - Automated manufacturing KW - Fatigue tests KW - Structural stress approach PY - 2019 SN - 978-1-880653-85-2 SP - 4098 EP - 4105 AN - OPUS4-51848 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schaumann, P. A1 - Schürmann, K. A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Prediction of the Initial Fatigue Crack Location of Automatically Welded Tubular Joints for Jacket Support Structures N2 - To increase the competitiveness of jacket substructures compared to monopiles a changeover from an individual towards a serial jacket production based on automated manufactured tubular joints com-bined with standardized pipes has to be achieved. Therefore, this paper addresses fatigue tests of automatical-ly welded tubular X-joints focusing on the location of the technical fatigue crack. For this X-joint, the detect-ed location of the technical crack is then compared to numerical investigations predicting the most fatigue prone notch considering the structural stress approach as well as the notch stress approach. Additionally, the fatigue prone hot spot according to both approaches is compared for a typical offshore jacket double-K-joint to emphasize the significance of the presented outcomes for the existing offshore structures. Besides, the welding process of the automated manufactured tubular X-joints is presented. T2 - 7th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation (SEMC) CY - Cape Town, SOUTH AFRICA DA - 02.09.2019 KW - Lightweight Design KW - Jacket Support Structures KW - Arc Welding Automation KW - Fatigue KW - Offshore Wind PY - 2019 SN - 978-1-138-38696-9 DO - https://doi.org/10.1201/9780429426506-100 VL - 2019 SP - 575 EP - 580 AN - OPUS4-51847 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, T. A1 - Murtuz, A. K. M. G. A1 - Hafiz, A. A1 - Dusicka, P. A1 - Niederleithinger, Ernst ED - Gabrijel, I. ED - Grosse, C. ED - Skazlić, M. T1 - Post-earthquake damage evaluation of concrete structures using ultrasonic monitoring: A proof-of concept laboratory study N2 - In earthquake-prone regions such as the Pacific Northwest, damage assessment tools are needed to enable safety evaluations to support recovery. Currently, damage assessment is performed primarily by visual inspection and is often impossible for structural members that are inaccessible, such as deep foundations or interior members hidden by cladding. This study explores the possibility of using embedded ultrasonic transducers to monitor reinforced concrete members for damage progression under earthquake loading. A novel methodology is proposed where changes in the member condition due to an increase in the earthquake-type loading of a full-scale column-foundation specimen are correlated with changes in the recorded ultrasonic waveforms. The discussed preliminary analysis of the ultrasonic signals is based on wave propagation velocity, changes in the coda wave portion, and maximum amplitude of the signals. Three embedded transducers were used to continuously monitor the laboratory specimen during destructive testing. This paper provides an overview of the proposed methodology, outlines the laboratory experiment, and discusses some preliminary observations. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.3.2019 KW - Concrete KW - Monitoring KW - Ultrasound KW - earthquake PY - 2019 SN - 978-2-35158-227-5 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-07258-1_84 SP - 112 EP - 119 PB - RILEM Publications S.A.R.L. CY - Paris, France AN - OPUS4-47679 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst ED - Gabrijel, Ivan ED - Grosse, Christian ED - Skazlić, Marijan T1 - Ultrasonic monitoring of structural concrete elements N2 - Ultrasonic transmission measurements are used to monitor concrete elements mostly on a laboratory scale since decades. Recently, coda wave interferometry, a technique adapted from seismology, has been introduced to civil engineering experiments. It can be used to reveal subtle changes in concrete samples and even large construction elements without having a transducer directly at the location where the change is taking place. The methodology works best with embedded transducers to avoid coupling issues or excessive environmental influence. These transducers can be used for newly built and existing structures. Recently, large concrete beams have been equipped with a network of transducers and loaded until failure. Using code wave interferometry, it was possible to visualize stress fields and damaged areas. This paper gives an overview of the state of the art, recent results achieved at BAM and a task list for further results and development. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.3.2019 KW - Concrete KW - Ultrasound KW - Monitoring KW - coda wave interferometry PY - 2019 SN - 978-2-35158-227-5 SP - 1 EP - 11 PB - RILEM Publications S.A.R.L. CY - Paris, France AN - OPUS4-47677 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kurth, Lutz T1 - Determination of measures for a safe production depending on the hazardous properties of explosive substances (pyrotechnic compositions) N2 - During manufacturing and production processes of pyrotechnic compositions, semi-finished devices and regular pyrotechnic articles an inadvertent reaction or even explosion cannot be fully excluded. The optimization of the design of the involved single work processes can only reduce the risk of such a scenario. For doing so, one must consider the respective properties regarding thermal, mechanical, chemical and electrostatic sensitivities of the compositions being processed. One major key parameter in reducing the risks of such an event is to minimize the consequences, if the likelihood of this event cannot be further reduced. Minimizing the consequences in cases of unintended explosions during production processes comprises of construction measures regarding buildings (different walls, orientation etc.), increasing safety distances to other buildings, and lowering the maximum net explosive masses and the number of people per room or production process. Important criteria for defining and setting protection measures are the so-called ‘hazard groups’ (in German ‘Gefahrgruppen’), net explosive masses and the main impacts or hazards (such as blast pressure, heat/radiation and debris). This paper aims at presenting some approaches used in Germany to minimize the impacts of possible reactions or inadvertent explosions during production processes of pyrotechnic compositions and articles in work spaces. This includes also the determination of safety distances and discussions on reducing thermal impacts. T2 - 17th International Symposium on Fireworks CY - Puerto Vallarta, Mexico DA - 06.05.2019 KW - Hazard group KW - Explosions KW - Manufacturing KW - Pyrotechnic KW - Safety PY - 2019 SN - 978-1-988778-05-1 VL - 2019 SP - 202 EP - 216 AN - OPUS4-48032 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kurth, Lutz T1 - The assessment of the dangerous characteristics of pyrotechnic Composition and articles (for safe production) N2 - To minimize hazards during manufacturing and production processes of pyrotechnic compositions, semifinished and regular pyrotechnic articles, related properties of the pyrotechnic compositions must be determined and assessed with focus on those parameters that influence the exothermic reactions and explosion phenomena. Estimated impacts of these reactions as well as the sensitivities towards Initiation by thermal, mechanical or electrostatic stresses are relevant for this assessment. Since the 50s of the last century so-called ‘Hazard Groups’(in German ‘Gefahrgruppen’) of pyrotechnic compositions were defined, to assess these properties which aim was to set appropriate safety measures for production purposes. This system of Hazard Groups is currently under review to determine if they are still relevant with the latest composition developments in this field and still represent the state of the art. Several necessary changes and new approaches have already been identified. The new system will contain the following Hazard Groups, all with associated protection measures: 1.1 (and further sub-groups 1.1-1, 1.1-2 and 1.1-3), 1.2, 1.3 and 1.4. This structure is aligned to the international principles for the classification of such substances according to the TDG and GHS regulations. New or updated test and assessment criteria for these (sub-) groups are under development, and comprise of aspects such as sensitivity towards friction, impact, temperature and explosion effects. This paper aims at giving an overview of this system of hazard Groups in Germany to optimize production safety including pyrotechnic compositions. An overview of this system is given along with example cases for testing and assessment, including a short differentiation of the energetic processes during the reactions. T2 - 17th International Symposium on Fireworks CY - Puerto Vallarta, Mexico DA - 06.05.2019 KW - Sensitivities KW - Pyrotechnic KW - Assessment KW - Explosion phenomena PY - 2019 SN - 978-1-988778-05-1 VL - 2019 SP - 217 EP - 228 AN - OPUS4-48035 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -