TY - JOUR A1 - Rabe, Sebastian A1 - Chuenban, Yuttapong A1 - Schartel, Bernhard T1 - Exploring the Modes of Action of Phosphorus-Based Flame Retardants in Polymeric Systems N2 - Phosphorus-based flame retardants were incorporated into different, easily preparable matrices, such as polymeric thermoset resins and paraffin as a proposed model for polyolefins and investigated for their flame retardancy performance. The favored mode of action of each flame retardant was identified in each respective system and at each respective concentration. Thermogravimetric analysis was used in combination with infrared spectroscopy of the evolved gas to determine the pyrolysis behavior, residue formation and the release of phosphorus species. Forced flaming tests in the cone calorimeter provided insight into burning behavior and macroscopic residue effects. The results were put into relation to the phosphorus content to reveal correlations between phosphorus concentration in the gas phase and flame inhibition performance, as well as phosphorus concentration in the residue and condensed phase activity. Total heat evolved (fire load) and peak heat release rate were calculated based on changes in the effective heat of combustion and residue, and then compared with the measured values to address the modes of action of the flame retardants quantitatively. The quantification of flame inhibition, charring, and the protective layer effect measure the non-linear flame retardancy effects as functions of the phosphorus concentration. Overall, this screening approach using easily preparable polymer systems provides great insight into the effect of phosphorus in different flame retarded polymers, with regard to polymer structure, phosphorus concentration, and phosphorus species. KW - Flame retardants KW - Flame inhibition KW - Cone calorimeter KW - Aluminum diethyl phosphinate KW - Polyester KW - PMMA KW - Epoxy resin KW - Red phosphorus KW - BDP PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-402731 DO - https://doi.org/10.3390/ma10050455 SN - 1996-1944 VL - 10 IS - 5 SP - 455, 1 EP - 455, 23 PB - MDPI AN - OPUS4-40273 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Matzen, Melissa A1 - Kandola, B. A1 - Huth, Christian A1 - Schartel, Bernhard T1 - Influence of flame retardants on the melt dripping behaviour of thermoplastic polymers N2 - Melt flow and dripping of the pyrolysing polymer melt can be both a benefit and a detriment during a fire. In several small-scale fire tests addressing the ignition of a defined specimen with a small ignition source, well-adjusted melt flow and dripping are usually beneficial to pass the test. The presence of flame retardants often changes the melt viscosity crucially. The influence of certain flame retardants on the dripping behaviour of four commercial polymers, poly(butylene terephthalate) (PBT), polypropylene (PP), polypropylene modified with ethylene-propylene rubber (PP-EP) and polyamide 6 (PA 6), is analysed based on an experimental monitoring of the mass loss due to melt dripping, drop size and drop temperature as a function of the furnace temperature applied to a rod-shaped specimen. Investigating the thermal transition (DSC), thermal and thermo-oxidative decomposition, as well as the viscosity of the polymer and collected drops completes the investigation. Different mechanisms of the flame retardants are associated with their influence on the dripping behaviour in the UL 94 test. Reduction in decomposition temperature and changed viscosity play a major role. A flow limit in flame-retarded PBT, enhanced decomposition of flame-retarded PP and PP-EP and the promotion of dripping in PA 6 are the salient features discussed. KW - Fire retardant KW - Viscosity KW - Melt dripping KW - Reaction-to-small-flame KW - UL 94 PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-338941 DO - https://doi.org/10.3390/ma8095267 SN - 1996-1944 VL - 8 IS - 9 SP - 5621 EP - 5646 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-33894 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Zhang, Lei T1 - Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds N2 - Hochfeste Stähle sind bevorzugte Werkstoffe für die Herstellung von sicheren und zuverlässigen Strukturen in der Industrie. Dabei ist das Schmelzschweißen die Hauptverbindungstechnologie für diese Werkstoffgruppe. Während der Entwicklung der hochfesten niedriglegierten (engl. HSLA) Stähle wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Legierungskonzepte mit fortgeschrittenen Herstellungstechniken kombiniert und umfassend untersucht. Jedoch befassten sich nur wenige Studien damit, wie die unterschiedliche Zusammensetzung der Legierungen die Eigenschaften der hochfesten Schweißverbindungen dieser Stähle beeinflussen, selbst im Fall begrenzter Gehalte von Mikrolegierungselementen. In der Schweißpraxis dieser hochfesten Stähle sind die Herausforderungen an die sich ausbildenden Mikrostruktur und den resultierenden mechanischen Eigenschaften von sehr großem Interesse. Diesbezüglich liegt der Hauptfokus des Interesses beim Einfluss der Mikrolegierungselemente auf die Phasenumwandlung sowie die resultierende Performance der Schweißverbindung selbst. Geringes Erweichen (Softening) der Wärmeeinflusszone (WEZ) sowie ein begrenztes Austenitkörner-Wachstum sind dabei erwünschte Eigenschaften der Schweißnaht, jedoch liegt das Hauptaugenmerk auf der Sicherstellung hervorragender Zähigkeits- und Zugeigenschaften. Zum Erreichen dieses Zieles werden Mikrolegierungselemente wie Ti, Nb oder V bewusst zu diesen modernen hochfesten Stählen zulegiert. Der Fokus der vorliegenden Arbeit ist das Verständnis, wie die mechanischen Eigenschaften der Verbindungen dieser HSLA-Stähle von Unterschieden in den jeweiligen Legierungskonzepten abhängen, die durch moderne Schweißprozesse gefügt werden. Zunächst wurden dazu drei unterschiedlich mikrolegierte (Nb, Ti und Ti+V Zugabe) Stähle vom Typ S690QL untersucht. Lichtmikroskopische Untersuchungen bestätigten dabei, dass eine ähnliche Zusammensetzung aus angelassenem Bainit und Martensit in allen drei Grundwerkstoffen vorherrschte und unterschiedlich stark vergröberte Ausscheidungen der Mikrolegierungselemente beobachtet wurden. Diese Ausscheidungen wurden weiterführend mittels thermodynamischer Softwareberechnung analysiert und durch Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM) identifiziert. Die Ergebnisse der mechanischen Werkstoffprüfung zeigten, dass alle drei Stähle oberhalb der nach Norm geforderten Zähigkeits- und Zugfestigkeitswerte lagen, jedoch Unterschiede im Dehnungsverhalten aufwiesen. Die drei Stähle wurden dann anschließend unter Verwendung des gleichen Schweißzusatzes geschweißt. Dabei wurde das abgeschmolzene Schweißgut durch die Mikrolegierungselemente aus dem Grundwerkstoff infolge der hohen Aufmischung beeinflusst. Die erhöhte Aufmischung bildet dabei ein wesentliches Merkmal der verwendeten modifizierten Sprühlichtbogentechnik. Als Ergebnis zeigte der Nb-mikrolegierte Stahl eine genügend hohe Aufnahme von Legierungselementen aus dem Grundwerkstoff in das Schweißgut, um dessen Mikrostruktur im Fall steigender Abkühlraten von nadeligem Ferrit hin zu Bainit zu verändern. Dieses wiederum reduzierte die Zähigkeitseigenschaften des Schweißgutes dieses Nb-legierten Stahls. Dieses Verhalten wurde in den beiden anderen Stählen nicht beobachtet. Ein zweiter Hauptpunkt dieser Arbeit war die Ausbildung der Mikrostruktur in der Feinkorn- und Grobkorn-WEZ und deren Zähigkeitseigenschaften mit den sich verändernden Schweißparametern. Zu diesem Zweck wurden definierte Werkstoffzustände physikalisch simuliert, um die resultierende Mikrostruktur sowie das Austenitkorn-Wachstum zu charakterisieren. Die Mikrolegierungselemente bildeten dabei einen wesentlichen Faktor zur Begrenzung des Austenitkörner-Wachstums. Das Ausmaß der Austenit-Vergröberung in der WEZ war dabei stark abhängig von der Art und dem Volumenanteil der unterschiedlichen Ausscheidungen infolge der unterschiedlichen Mikrolegierung. Von allen dreiStählen zeigte die WEZ des Ti-legierten Grundwerkstoffes das geringste Kornwachstum als Folge des ausreichenden Umfangs von stabilen Ti-Ausscheidungen. Die Ausbildung von nadeligem Ferrit im Korn wurde dabei durch die Ti-Ausscheidungen unterstützt, da diese als bevorzugte Stellen der Nukleation des Ferrits dienten. Die Zähigkeit der WEZ erhöhte sich dabei infolge der Großwinkelgrenzen der feinen Ferrit-Platten. Aufgrund des kombinierten Effektes von Nb und Mo, welcher sich in der bevorzugten Ausbildung von unterem Bainit äußert, konnte die WEZ-Zähigkeit bei hohen Abkühlraten weiter verbessert werden. Im Fall eines größeren Wärmeeintrags bildete sich jedoch bevorzugt oberer Bainit, welcher wiederum die Zähigkeit reduzierte. Der abschließende experimentelle Teil der Arbeit konzentrierte sich auf das Verständnis der Mechanismen, die in bestimmten Fällen zur Erweichung (oder Softening) der WEZ führen. Dieses Erweichen äußerte sich in den unterschiedlichen Zugeigenschaften der geschweißten Verbindungen der Stähle. Dabei war die Bruchlage entweder in der erweichten WEZ oder im Grundwerkstoff, abhängig von den Schweißparametern sowie der Art des geschweißten Stahls. Im Ti-legierten Stahl führte dabei ein erhöhter Wärmeeintrag zur Vergrößerung der Erweichungszone. Dieses führte zu einer signifikanten Abnahme der Härte und anschließend zum Versagen in dieser erweichten Zone im Zugversuch. Die Veränderung der Bruchlage hin zum Grundwerkstoff wurde durch die Begrenzung des Wärmeintrags erreicht. Dieses Verhalten wurde nicht in den beiden anderen Stählen beobachtet. Dieses Verhalten zeigt, dass bereits kleine Unterschiede im Gehalt der Mikrolegierungselemente der Stähle zu großen Variationen in den Zugeigenschaften führten. Für alle drei Stähle, zeigten die Ti-enthaltenden Schweißverbindungen das am deutlichsten ausgeprägte Softening, gefolgt von den Ti+V-enthaltenden Schweißungen und schließlich den Nb-enthaltenden Schweißverbindungen. Das unterschiedliche Softening konnte dabei auf zwei Prozesse bezogen werden, die auch über zusätzliche Dilatometrie-Experimente gestützt wurden: die Phasenumwandlung und das Anlassverhalten. Im Ti-legiertem Stahl lag nach der Phasenumwandlung großformatiger Ferrit als Konsequenz der ursprünglich großen Austenitkörner vor. Dieses führte zu einer abgesenkten Härte dieses Stahls. Weiterhin resultierte die geringere Anlassbeständigkeit des Ti-legierten Stahls (gegenüber dem Nb-legierten Stahl) zu einem weiteren Softening der erweichten WEZ. Deswegen erwies sich diese Kombination aus Legierungszusammensetzung und Schweißwärmeeintrag als kritisch, gestützt durch die Experimente am gleichen S690QL Stahl. Die vorliegende Arbeit hebt den wesentlichen Einfluss der Mikrolegierungselemente auf die Schweißmikrostrukturen und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen hervor. Die Kenntnis dieser empfindlichen Balance zwischen Legierungskonzept des entsprechenden Stahls und geeigneten Schweißparametern ist als kritisch für das fertige Produkt anzusehen. Dazu stellt diese Arbeit spezifische Empfehlungen und Ergebnisse zur Verfügung, um die korrekte Schweißpraxis zu gewährleisten als auch für die Zusammensetzung mikrolegierter hochfester Stähle. N2 - High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of great interest. The main focus is the debate regarding the role of microalloy elements on phase transformation and weld performance. Limited Heat Affected Zone (HAZ) softening and limited austenite grain coarsening are significant design essentials, but the primary goal is to ensure excellent toughness and tensile properties in the steel weld. To achieve this purpose, microalloy elements such as Ti, Nb, or V were intentionally added to modern high-strength steels. The focus of this work was to understand the mechanical properties of HSLA steels resulting from differences in alloy design after joining by modern welding processes. To begin, three microalloyed S690QL steels (Nb, Ti, and Ti+V addition) were investigated. Optical microscopy confirmed that similar mixtures of tempered bainite and martensite predominated the parent microstructure in the three steels, different types of coarse microalloy precipitates were also visible. These precipitates were analysed by using a thermodynamic-based software and then identified by Transmission Electron Microscopy (TEM). Results of mechanical testing revealed that all three steels performed above the standard toughness and tensile strength values, but with varied yielding phenomena. During the welding operation, each of the three steels was joined by using the same filler material. The fused weld metal was influenced by the high dilution of microalloyed elements in the base metal, this was significantly pronounced during the modified spray arc welding technique. As a result, the Nb-containing steel exhibited sufficient amounts of alloy pick-up to transition the microstructure in the weld metal from acicular ferrite to bainite as cooling rate was increased, leading to reduced toughness. This was not observed with the other two steels. A second focus was made on the microstructure Evolution and toughness properties of the coarse and fine grained HAZ as welding parameters changed. In order to characterise the microstructure and austenite grain growth behaviour, physical simulations were conducted. The microalloy precipitates were found to be a dominant factor restricting the austenite grain coarsening. The extent of Austenite coarsening in the HAZ is closely related to the type and volume fraction of each microalloy precipitate. Among the three steels, the Ti-containing HAZ exhibited the smallest extent of grain growth due to the sufficient amount of stable Ti-rich precipitates. Microalloy Addition also markedly influenced the subsequent phase transformation in the HAZ. The formation of intragranular acicular ferrite was promoted by Ti-rich precipitate, acting as favourable nucleation sites of ferrite. This structure enhanced the HAZ toughness owing to fine, high-angle boundaries of ferrite plates. The synergistic effect of Nb and Mo elements was beneficial to improve the HAZ toughness at fast cooling rates by promoting fine lower bainite formation. At high heat input, large upper bainite was formed which caused reduced toughness. The final set of experimental work was concentrated on understanding the HAZ softening mechanisms that influenced variations in the tensile properties of the welded joints. The tensile failure in the softened HAZ or base material depended on the welding parameters and the type of steel being joined. In Ti-containing steel, increased heat Input extended the softened zone width, which caused a significant decrease in hardness and then resulted in failure in this area. Therefore, limited heat Input was used to shift failure position to base material. But this was not observed in the other two steels. Hence, small differences in microalloy addition exhibited large variation in tensile properties. Among the three steels, Ti-containing welds were found to have the most pronounced softening, followed by Ti+V-containing welds and finally Nb-containing welds. This varied softening phenomenon was related to two significant processes supported by the results of additional dilatometry simulation: phase transformation and tempering behaviour. In the Ti-containing steel, the phase Transformation product ferrite was large-sized, as a consequence of initial large austenite grains. This led to the decreased corresponding hardness of the Ti-containing steel. Furthermore, lower tempering resistance in Ti-containing steel as compared to Nb-containing steel, resulted in additional softening effect in the softened HAZ. Therefore, steel alloy identification and heat Input during welding were critical, proven by the experimentation within the same S690QL steel grade. This work emphasised the influence of microalloy elements on weld microstructure and mechanical properties in welded joints. Knowledge of this delicate balance between steel alloy design and appropriate welding parameters is critical for the end product. Thus, this work provides specific recommendations and results to ensure proper welding practice and steel design of microalloyed high-strength steels. T3 - BAM Dissertationsreihe - 155 KW - Microalloyed steel KW - Weld microstructure KW - HAZ softening KW - Mechanical properties PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-391574 SN - 978-3-9818270-4-0 SN - 1613-4249 VL - 155 SP - 1 EP - 183 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-39157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Voland, Katja T1 - Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion N2 - This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more difficult for the tensile stress to be reduced. Moreover, the space for the ASR gel to expand is reduced. These consequences promote the ASR. By contrast, the permeability of the concrete is lower. Hence, the penetration of external alkalis is reduced and the diffusion of the alkalis to the potentially reactive aggregate slowed down. Against this background the question arises whether the use of slip form pavers and the reduced porosity of the concrete increase the risk of a damaging ASR. An innovative non-destructive testing methodology is applied to answer this question. Based on variations of the porosity it is examined which damage parameters influence the process and intensity of a damaging ASR. The damaging parameters taken into consideration are the mechanical properties of the concrete, the expansion space and the transport processes within the concrete. In order to determine the influence of the relevant damaging parameters two categories of tests are conducted: one category is based on a high internal potential for damages due to ASR, the other one on a high external potential. In both cases alkali-reactive slow/late aggregates are tested. The different porosities of the concrete mainly result from a variation of the w/c-ratio. In case of a high internal potential for ASR-damages the mechanical properties and the expansion space play the most important role. Furthermore; the influence of an air-entraining agent on the process of a damaging ASR is taken into account. The high internal potential for ASR-damages is provoked by the use of cement with a high amount of alkalises for the production of the concrete samples. These samples are stored in the 40 °C fog chamber storage and the 60 °C concrete prisms test. On the one hand the expansion and the change in mass as well as the eigenfrequency are measured discontinuously in the conventional way. On the other hand the innovative testing methodology applied to these ASR-provoked stored concrete samples serves to continuously measure the expansion and the hardening as well as crack formation processes. This methodology comprises a determination of the ultrasonic velocity and of acoustic emissions as well as 3-dimensional micro X-ray computed tomography (μ-3D-CT). The high external potential for ASR-damages is provoked by the cyclic climate storage, designed by FIB. The analysis of these concretes focuses on transportation processes. T3 - BAM Dissertationsreihe - 147 KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - µ-3D Computertomografie KW - Schallemissionsanalyse KW - Porosität KW - Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-363551 SN - 978-3-9817853-0-2 SN - 1613-4249 VL - 147 SP - 1 EP - 385 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-36355 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Stengel, Dominik T1 - Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind N2 - Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte basieren meist auf Übertragungsmodellen im Frequenzbereich. Diese setzen eine Linearisierung um den Arbeitspunkt der mittleren Verschiebung voraus, welche nur unter der Annahme von kleinen Schwingungsamplituden gerechtfertigt ist. Dabei kommt der Systemdämpfung eine wichtige Rolle zu. Zwar ist die Strukturdämpfung für Litzenseile vernachlässigbar gering, doch unter Windeinwirkung kann die aerodynamische Dämpfung aufgrund der Relativgeschwindigkeit zwischen Anströmung und Struktur zu beachtlicher Größe anwachsen. Die Beschreibung des Tragverhaltens im Zeitbereich erlaubt es, das nichtlineare Verhalten der Kraftübertragung, sowie der großen Verformungen zu berücksichtigen. Damit lassen sich für die Bemessung relevante Parameter identifizieren und notwendige Annahmen zur Windeinwirkung, sowie zur quasistationären Kraftübertragung überprüfen. Gerade das Verhalten von Freileitungsseilen unter Extremwindereignissen, auf das es zu Extrapolieren gilt, kann so im Rahmen der getroffenen Annahmen simuliert werden. Anhand von Naturmessungen werden die Übertragungsmodelle, sowie das Zeitbereichsmodell bei eher moderaten Windgeschwindigkeiten überprüft. Durch die Verteilung von Windsensoren entlang der Leitung kann die für die Belastung der Leiterseile maßgebende laterale Windverteilung annähernd erfasst werden. Bestehende Annahmen hierzu werden überprüft und erweitert. Für die Zeitbereichsrechnungen wird eine Methode zur Windfeldgenerierung dahingehend erweitert, dass die Windereignisse auch adäquat im Zeitbereich wiedergegeben werden können. Mit dem Ziel, eine zuverlässigere Bemessung von Freileitungen unter turbulenter Windbeanspruchung zu erreichen, werden sog. Spannweitenfaktoren abgeleitet und auf andere Leitungskonfigurationen übertragen, die die Mechanik der Leiterseile sowie die maßgebenden Eigenschaften der Windeinwirkung beinhalten. N2 - Regarding suspension towers of overhead transmission lines, wind is the most critical load case in design. Wind action on conductors significantly contributes to the overall loading of those supporting structures in case of wide spanning cables used in high voltage level. Hence it is inherent that loadbearing characteristic of conductor cables plays an important role for reliable design of new constructions or evaluation of reliability level of existing structures. Therefor extreme wind situations, a so-called 50-years wind event is of particular interest. Under such high wind velocities, mainly wind induced vibrations of conductor cables occur. Concepts employed for design purpose are mostly based on admittance functions in frequency domain. This implies linearization around the operating position of mean deflection, which is only valid for the assumption of small vibration amplitudes. Herein damping of the system becomes important. Structural damping of stranded wires is indeed negligible low, but in case of wind action aerodynamic damping increases significantly due to the relative velocity between acting wind flow and structure. The description of loadbearing characteristics in time domain allows considering nonlinear behavior of force admittance as well of large displacements. Relevant parameters for design can thereby be identified and necessary assumptions on wind action as well as quasi-steady force admittance can be validated. Just by that the behavior of overhead transmission line cables under extreme wind events which need to be extrapolated, can be simulated by means of the assumptions made. Models of admittance as well as a model in time domain are validated by means of field measurements at rather moderate wind speeds. Distributing wind sensors along an overhead transmission line, the lateral distribution of wind which is decisive for the loading of conductor cables can be captured. Existing assumptions for this are validated and extended. For calculations in time domain, a method for generation of a wind field will be extended in order to reproduce wind events adequately also in time domain. Aiming at a reliable design of overhead transmission lines under turbulent wind, so-called span reduction factors are derived and converted to other transmission line configurations which include the mechanics of overhead line conductors as well as the predominant characteristics of wind loading. T3 - BAM Dissertationsreihe - 150 KW - Hochspannungsleiter KW - Windbelastung KW - Naturmessungen KW - Windkanalversuche KW - Finite Element Methode PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-372171 SN - 978-3-9817853-7-1 SN - 1613-4249 VL - 150 SP - I EP - 126 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-37217 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Kühl, Christiane T1 - Untersuchung der Statistik "Unfälle mit wassergefährdenden Stoffen" des Statistischen Bundesamtes aus den Jahren 2012 und 2013 im Vergleich zu den Vorjahren N2 - Die BAM untersucht regelmäßig Statistiken über Unfälle mit wassergefährdenden Stoffen sowie Datenerhebungen zu Gefahrgutunfällen. Ziel ist es, Hinweise zu Tendenzen und Lücken abzuleiten, die möglicherweise Anlass für weitere Aktivitäten und Maßnahmen geben, z. B. im rechtlichen Bereich oder in der Praxis. Regelmäßig beobachtete Unfallstatistiken über Jahre geben einen guten Überblick über das Unfallgeschehen in Deutschland. Dieser Bericht betrachtet die Jahre 2012 und 2013 im Vergleich zu den Vorjahren. KW - Gefahrgutunfälle KW - Unfallstatistik KW - Wassergefährdende Stoffe PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-369026 SP - 1 EP - 94 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-36902 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Maack, Stefan A1 - Schäfer, S. A1 - Braml, T. A1 - Wimmer, J. A1 - Jedlitschka, A. A1 - Kuhn, T. A1 - Fertig, T. A1 - Schütz, A. T1 - CASPAR Construction Administration Shell - Plattform für die beweissichere und rückführbare Datennutzung im Bauwesen N2 - Das zentrale Ziel des Forschungsvorhabens CASPAR ist die Entwicklung einer technischen Lösung zur beweissicheren und rückführbaren Datenbasis von digitalen Informationen zur Bewertung von Bauwerken. Ein konsistentes, semantisches und maschinenlesbares Datenmodell wurde entwickelt, um Daten aus verschiedenen Quellen zu aggregieren und Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren zu schaffen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen. Der Demonstrator wurde im November 2024 auf der Messe SPS in Nürnberg vorgestellt. Ein wesentlicher Bestandteil des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines konsistenten, semantischen und maschinenlesbaren Datenmodells für Brückenbauwerke. Dieses Modell ermöglicht die Aggregation von Informationen aus verschiedenen Quellen und die Entwicklung von Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen. KW - Lebenszyklus KW - Brücken KW - Datenablage KW - Digitalisierung KW - Industrie 4.0 KW - Bauwesen PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-640571 DO - https://doi.org/10.34657/21445 SP - 1 EP - 37 PB - TIB Technische Informationsbibliothek AN - OPUS4-64057 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Pittner, Andreas A1 - Fabry, Çağtay T1 - Abschlussbericht IGF 17.923 N: "Sensorgestütztes MSG-Engspaltschweißen von Feinkornstählen mit modifizierter Prozessführung im Dickblechbereich" N2 - Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse zeigen konkrete technische Lösungen für die automatisierte Anwendung des MSG Engspaltschweißen, sowohl mittels optischer als auch prozessorientierter Sensorik, und sprechen damit ein breites Spektrum möglicher Anwender, insbesondere KMU, an. Die Seitenführung des Brenners auf Basis der optischen Messgrößen stellt eine robuste und einfach zu implementierende Möglichkeit zur Nahtverfolgung dar. Für die Höhenführung über der Schweißnaht wurde neben der Lösung mittels optischer Messverfahren zusätzlich eine direkt darauf aufbauende Möglichkeit zur Implementierung eines Lichtbogensensors abgeleitet. Das Vorgehen konnte sowohl für Sprühlichtbogenprozesse als auch bei Verwendung von Impulslichtbogenprozessen erfolgreich angewendet werden. Die zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Flankeneinbrandes entwickelte Pendelregelung ist ebenfalls für unterschiedliche Lichtbogenarten einsetzbar und muss vom Anwender auch beim Einsatz einer großen Bandbreite unterschiedlicher Prozessparameter nahezu nicht konfiguriert werden. Neben der im Rahmen der Verfahrensprüfung untersuchten Pendelraupentechnik konnte die Übertragbarkeit des Vorgehens auch auf die Strichraupentechnik anhand von gezielten Schweißversuchen aufgezeigt werden. Die zunächst auf Basis der optischen Messwerte ausgelegte Füllgradregelung konnte die vorgesehenen Spaltvariationen von 18 bis 24 mm im Rahmen der durchgeführten Verfahrensprüfung ausgleichen. Die Ableitung eines äquivalenten Lichtbogensensors durch Kopplung beider Messprinzipien wurde am Laufzeitende des Vorhabens aufgezeigt, konnte jedoch durch zeitliche Beschränkung nicht für die Verfahrensprüfung berücksichtigt werden. In Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurde die Entwicklung der Prozessregelung für das Vorhaben auf Schweißungen in Wannenlage und Grundwerkstoffe der Güte S355J2 beschränkt. Die Qualifizierung des Verfahrens unter Einsatz der beschriebenen Regelalgorithmen nach DIN EN ISO 15614-1 konnte für alle betrachteten Spaltbreiten zwischen 18 und 24 mm anhand einer 50 mm dicken Demonstratorprobe nachgewiesen werden. KW - Schutzgasschweißen KW - MSG-Engspaltschweißen KW - Prozesssteuerung KW - Lichtbogensensorik KW - Prozessregelung KW - GMAW KW - Narrow gap GMAW KW - GMAW control KW - Arc-sensing PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390934 SP - 1 EP - 38 AN - OPUS4-39093 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Luong, Thi Mai Hoa A1 - Zabel, V. A1 - Lorenz, W. A1 - Rohrmann, R.G. T1 - Non-destructive assessment of the axial stress state in iron and steel truss structures by dynamic measurements N2 - This paper is concerned with the inverse identification of the stress state in axially loaded slender members of iron and steel truss structures using measured dynamic data. A methodology is proposed based on the finite element model updating coupled with nature-inspired optimization techniques, in particular the particle swarm optimization. The numerical model of truss structures is calibrated using natural frequencies and mode shapes from vibration tests, as well as additional information of the axial forces in selected truss members based on the experimentally identified modal parameters. The results of the identification are the axial forces or corresponding stresses in truss structures and the joint rigidity in relation to pinned and rigid conditions. Attention is given to several examined aspects, including the effects of the axial tensile and compressive forces on the dynamic responses of trusses, mode pairing criteria, as well as modeling assumptions of joints and the use of a joint rigidity parameter. Considering the pairing of modes, it is performed by adapting an enhanced modal assurance criterion that allows the selection of desired clusters of degrees-of-freedom. Thus, information extracted from the measurements related to specific modes is utilized in a more beneficial way. For modeling of joints, the numerical model of a truss structure includes rotational springs of variable stiffness to represent semi-rigid connections. Moreover, a fixity factor is introduced for practical estimation of the joint flexibility. The effectiveness of the proposed methodology is demonstrated by case studies involving simulated and laboratory experimental data. T2 - X International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2017 DA - 10.09.2017 KW - Axial force KW - Dynamic test KW - Model updating KW - Optimization technique KW - Truss structures KW - Modal parameters PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-419311 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.447 SN - 1877-7058 VL - 199 SP - 3380 EP - 3385 PB - Elsevier AN - OPUS4-41931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Seidler, Oliver A1 - Goedecke, Thomas A1 - Kraume, M. T1 - Helium leak testing of dangerous goods packagings N2 - The International Dangerous Goods Regulations prescribe the immersion under water method (“bubble test”) as standard method for the leakproofness test of dangerous goods packagings. But this test procedure acts as a test method for leak localisation, not for quantitative leakage rates measurement. Additionally, the sensitivity in detecting leaks of small diameters is restricted, depending on the test liquid and the test pressure. The bubble test is not suitable for a comparison with quantitative limit leakage rates based on realistic transport conditions. This is especially important when estimating the risk of the formation of an explosive atmosphere during the intercontinental carriage of dangerous goods packagings in freight containers. To compare measured leakage rates with limit leakage rates, a quantitative leak testing procedure is required. Therefore a new approach for dangerous goods packagings is implemented: The pressure technique by accumulation using Helium as a tracer gas. This work presents the test equipment necessary for the quantitative measurement of Helium leakage rates through closures of different kinds of dangerous goods packagings. The essential steps to achieve good repeatable results are: A controlled Helium filling process to reach a defined test pressure in the test sample, a sufficient homogenisation of the Helium-air-mixture inside the test sample and the ensuring of a constant pressure level of the test sample during the test. The Helium loss rate of the accumulation chamber has to be measured separately to receive a correction factor for the measured leakage rates. Different constructional measures are introduced to prevent a disturbing influence of the Helium leakage rate of the filling valves on the measurement results. Methods to estimate the disturbing effect of Helium permeation through permeable parts of the test sample are also presented. As a supporting method for the experimental investigations the Helium sniffer test can be applied. This practical application-oriented advice can enable other users to establish a pressure technique by accumulation for their own technical field. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - Überdruckverfahren KW - Gefahrgutverpackungen KW - Dichtheit KW - Helium KW - Dangerous goods packagings KW - Leakproofness KW - Helium KW - Pressure technique PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-371376 UR - http://ndt.net/?id=19785 SN - 1435-4934 VL - 21 IS - 7 SP - 1 EP - 10 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-37137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Automatisierte Prüfung von Radsatzwellen im eingebauten Zustand N2 - Der einwandfreie Zustand der Radsätze von Schienenfahrzeugen ist von größter Bedeutung für den sicheren Betrieb. Die Radsatzwellen werden durch eine große Zahl von Lastwechseln individuell unterschiedlich beansprucht. Dabei spielen viele Einflüsse wie äußere statische und dynamische Lasten, innere Lasten aufgrund von Unwuchten und inneren Spannungen und Umweltbedingungen entscheidende Rollen. Eine regelmäßige Prüfung ist daher obligatorisch. BTD entwickelt im Rahmen eines MNPQ-Projektes in Kooperation mit der BAM eine Phased Array Technik zur automatisierten Prüfung von Radsatzwellen im eingebauten Zustand. Die schwierigen Ankoppelbedingungen aufgrund der begrenzten Zugänglichkeit, der komplexen Geometrie und möglicherweise vorhandener Farbschichten und Schmutz auf der Radsatzwelle stellen hierbei große Herausforderungen dar. Um diesen zu begegnen, werden neben optimierten Prüfköpfen, einer in die Wasservorlaufstrecke integrierten akustischen Linse und einer speziellen Ankoppeltechnik auch Signalverarbeitungsalgorithmen eingesetzt. Die Darstellung der Signalverarbeitung ist der Schwerpunkt dieses Beitrages. Mit Hilfe von Messdatensätzen präparierter Testwellen werden verschiedene Algorithmen erprobt und hinsichtlich der Stabilität, dem Verhalten bezüglich der Ankoppelschwankungen und veränderter Wellengeometrien und der Fähigkeit zur automatischen Unterscheidung von Fehler- und Formanzeigen bewertet. Letztlich wird die beste Lösung im entwickelten Prüfsystem eingesetzt. T2 - 9. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen CY - Wittenberge, Germany DA - 15.03.2016 KW - Automatisierte Ultraschallprüfung KW - Radsatzwellen KW - Signalverarbeitung KW - Akustische Linse PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-370545 AN - OPUS4-37054 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Schneider, Uwe A1 - Goedecke, Thomas A1 - Kraume, M. T1 - Durchströmung von Glaskapillaren mit Lachgas und Helium N2 - Distickstoffmonoxid (N2O, Lachgas) und Helium (He) sind gängige Prüfgase für Dichtheitsprüfungen. Die einfachste Leckgeometrie stellt ein ideal zylindrisches Rohr dar. Es wurden Glaskapillaren verschiedener Abmessungen mit Lachgas und Helium durchströmt. Der Überdruck am Kapillareingang lag zwischen 100 mbar und 400 mbar. Es handelte sich um vier annähernd zylindrische Glaskapillaren mit den mittleren Durchmessern: Kapillare 1: ca. 102 μm; Kapillare 2: ca. 71 μm; Kapillare 3B: ca. 49 μm; Kapillare 4: ca. 53 μm. Zudem wurde eine nichtzylindrische Kapillare geprüft (Kapillare 3A). Die Kapillaren 1, 2 und 3B wurden mit beiden Prüfgasen getestet. Kapillare 3A wurde nur mit Lachgas durchströmt, Kapillare 4 nur mit Helium. Für die Messung der Leckageraten kam das Überdruckverfahren mit Ansammlung (Verfahren B3 nach DIN EN 1779: 1999-10) zum Einsatz. Als Detektor für Lachgas diente der Lachgasdetektor Maihak Unor 6 N, für Helium der Leckdetektor T-Guard der Firma Inficon. Es wurden verschiedene Theorieansätze verglichen. Beim Theorieansatz Ib erfolgte die Umrechnung der Lachgas-Messwerte auf die Helium-Messwerte und umgekehrt anhand der Druck-, Temperatur- und Gasartabhängigkeit der Leckagerate für laminar-viskose Gasströmung (DIN EN 1779: 1999-10; DGZfP-Richtlinie DP2: 2009-12). Beim Theorieansatz II wurde die Berechnung der Leckagerate für die laminar-viskose Rohrströmung unter der Annahme einer ideal zylindrischen Kapillare durchgeführt. Zusätzlich wurde mit „ANSYS Fluent“ eine CFD-Simulation vorgenommen. Bei Kapillare 3A wurde eine Serienschaltung der Strömungsleitwerte von Rohr und Düse angesetzt. Bei Anwendung des Ansatzes Ib werden bei Umrechnung der Helium-Messwerte auf Lachgas die Lachgas-Messwerte überschätzt. Umgekehrt werden bei der Umrechnung der Lachgas-Messwerte auf Helium die Helium-Messwerte unterschätzt. Bei Analyse der Einlauflängen der Rohrdurchströmung ist festzustellen, dass diese für Lachgas stets größer als für Helium sind. Bei Lachgas liegt daher für einige Messwerte noch keine ausgebildete laminare Rohrströmung vor. Einlaufeffekte können somit nicht vernachlässigt werden. Als Fazit ergibt sich, dass bei Verwendung von Helium als Prüfgas und Umrechnung der Helium-Messwerte auf Lachgas die Lachgas-Leckageraten sicherheitstechnisch konservativ abgeschätzt werden. T2 - 7. DGZfP-Fachseminar Dichtheitsprüfung und Lecksuche CY - Dortmund, Germany DA - 20.09.2016 KW - Glaskapillaren KW - Lachgas KW - Helium KW - Laminare Strömung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-396659 UR - http://www.ndt.net/search/docs.php3?MainSource=215 SN - 1435-4934 VL - 22 IS - 4 SP - Vortrag 5, 1 EP - 15 AN - OPUS4-39665 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Häßler, Dustin T1 - Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl N2 - Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für die Anwendung reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit Vollquerschnitt gibt es derzeit in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen keine Regelungen. Die an der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) durchgeführten experimentellen und numerischen Untersuchungen [35] sowie die darauf aufbauenden Erkenntnisse dieser Dissertation hinsichtlich des Verhaltens reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlzuggliedern mit Vollprofil bilden die Grundlage für eine Erweiterung des Anwendungsbereiches dieser Produkte. Eine Anwendung ist grundsätzlich möglich. Aufgrund der meist für Zugglieder eingesetzten filigranen Vollquerschnitte sowie der in Bezug auf die Tragfähigkeit fehlenden Umlagerungsmöglichkeit werden besonders hohe Anforderungen an die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von reaktiven Brandschutzsystemen gestellt. Anhand der Ergebnisse aus den Brandversuchen sowie theoretischer Betrachtungen ist festzustellen, dass das auf kreisförmigen, zugbeanspruchten Stahlprofilen aufgebrachte reaktive Brandschutzsystem aufgrund der notwendigen dreidimensionalen Ausdehnungsrichtung der höchst möglichen Beanspruchung ausgesetzt ist. Mit Hilfe von Leistungskriterien zur Bestimmung der Tragfähigkeit, welche im Rahmen der Dissertation entwickelt wurden, lassen sich die in Brandversuchen unter axialer Zugbeanspruchung getesteten Stahlzugglieder mit reaktiver Brandschutzbeschichtung in Feuerwiderstandsklassen einordnen. Für die Beurteilung der thermischen Schutzwirkung des reaktiven Brandschutzsystems werden die Erwärmungsgeschwindigkeit, die maximale Stahltemperatur sowie die Rissbildung und das Rissheilungsvermögen der Beschichtung herangezogen. Die Brandversuche haben gezeigt, dass die Profilgeometrie, die Höhe der Trockenschichtdicke der Beschichtung, die Höhe der aufgebrachten Zugbeanspruchung sowie die Orientierungsrichtung der Zugglieder einen wesentlichen Einfluss auf die thermische Schutzwirkung des reaktiven Brandschutzsystems ausüben. Zudem stehen diese Faktoren in gegenseitiger Wechselwirkung. Durch Abstimmung der genannten Einflussgrößen lässt sich die Wirkung der Brandschutzbeschichtung optimieren. Durch die Vielzahl an reaktiven Brandschutzsystemen und die in den Produkten variierende chemische Zusammensetzung ist deren Aufschäumverhalten und thermische Schutzwirkung sehr unterschiedlich und kaum vorhersagbar. Die Wirksamkeit des reaktiven Brandschutzsystems ist daher für Grenzfälle des vom Hersteller definierten Anwendungsbereichs durch Brandversuche zu überprüfen. Empfehlungen zur Durchführung dieser Versuche sind im Forschungsbericht [35] beschrieben. Bei Verwendung von kaltverformtem Blankstahl für Stahlzugglieder mit Vollprofil sind andere Hochtemperatureigenschaften als bei dem typischerweise für Träger und Stützen eingesetzten warmgewalztem Baustahl zu berücksichtigen. Kaltverformter Blankstahl weist gegenüber herkömmlichem Baustahl einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizient und andere temperaturabhängige Abminderungsfaktoren für die Stahlfestigkeit auf. Die in experimentellen Untersuchungen für Blankstahl ermittelten Materialeigenschaften können für die Heißbemessung von Zuggliedern mit Vollprofil aus entsprechendem Material verwendet werden. In Kombination mit Temperaturdaten aus Brandversuchen lässt sich mittels eines auf der Grundlage der Finite-Elemente-Methode (FEM) entwickelten numerischen Berechnungsmodells das Trag- und Verformungsverhalten von Zuggliedern realitätsnah berechnen. Vergleiche zur Stablängsverformung von in Brandversuchen getesteten Zuggliedern zeigen eine hohe Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus dem im Rahmen der Dissertation neu entwickelten Bemessungsmodell. T3 - BAM Dissertationsreihe - 149 KW - Brandschutz KW - Stahl KW - Reaktive Brandschutzsysteme KW - Numerische Simulation KW - Brandversuche KW - Materialuntersuchung PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-371495 SN - 978-3-9817853-4-0 SN - 1613-4249 VL - 149 SP - 1 EP - 226 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-37149 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR ED - Kriven, W. M. ED - Gluth, Gregor T1 - Topical issue: Geopolymers N2 - Geopolymers have gained very much momentum in recent years, in science and in industry. These highly promising and versatile materials have been researched with a view to applications as diverse as fire-resistant/refractory materials, as precursors for ceramics, in waste stabilization/immobilization, and as novel building materials. The great interest in these materials is reflected, inter alia, by the installment of a session on geopolymers at the 92nd Annual Meeting of the Deutsche Keramische Gesellschaft (DKG; German Ceramic Society) in March 2017. Therefore this Special Issue is dedicated to disseminating some of the recent findings on these materials. In addition, it contains reviews by highly experienced researchers in the field, highlighting very different aspects such as fiber reinforcement and synchrotron-based characterization methods. Partly due to the interest from very different fields, the term „geopolymer“ is used with two different meanings. Sometimes it is used in the sense to denote the ceramic-like materials produced by activation of metakaolin with alkali silicate solutions, and closely related materials. On the other hand, sometimes it is used in a much broader sense to refer to any material that is produced by alkali-activation of many different aluminosilicate precursors, such as fly ash and granulated blast furnace slag waste materials, often serving as a cementitious binder. The present issue focusses on applications and materials that may be classified as ceramic, but also contains a review on the use of alkali-activated materials as construction materials to make the reader familiar with this approach too. Additionally, some of the materials described in this issue may be regarded as being „on the borderline“ between ceramics and cements, which is something that can be said about many studies in the geopolymer field. The editors are very grateful to each of the authors of the articles in the present issue, as all of them have contributed high quality research based on their extensive experience. In particular, the historial perpectives on the origins and developments of geopolymers and of alkali activated materials have been authoritatively documented in contributions, by Joseph Davidovits and Pavel Krivenko. Dr. Krivenko was the Ph.D. student of Viktor D. Glukhovsky who first introduced alkali activated cements in 1957. It is hoped that the readers of this issue will enjoy reading it as much as the editors enjoyed putting it together, and that the issue will stimulate more high quality studies of geopolymers, perhaps even from research groups that have not yet been active in this area. KW - Geopolymers KW - Inorganic polymers KW - Alkali-activated materials PY - 2017 UR - https://www.ceramic-science.com/issues/all-issues.html?issue_id=223 SN - 2190-9385 VL - 8 IS - 3 SP - 307 EP - 432 PB - Göller Verlag CY - Baden-Baden AN - OPUS4-42138 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel T1 - Feuerwehrmerkblätter zu Druckgasbehältern im Brandeinsatz N2 - Die BAM hat zum Verhalten von Acetylen- und Propangasflaschen bei einer Vollunterfeuerung umfangreiche Versuchsreihen zur Auswirkungsbetrachtung des Behälterversagens auf dem TTS durchgeführt. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern entstanden zwei Merkblätter mit praktischen Hinweisen für Einsatzkräfte, die die aktuellen Forschungsarbeiten der BAM berücksichtigen. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Acetylen KW - Propan PY - 2017 AN - OPUS4-43029 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor ED - Wittke, W. T1 - Alkalisch aktivierter Beton (Geopolymer-Beton) N2 - Alkalisch aktivierte Bindemittel (AAB) sind Zemente, deren Erhärtung auf der alkalischen Anregung von reaktiven Aluminiumsilicaten beruht. AAB sind nach gegenwärtigem Stand die vielversprechendste Option, die mit der Herstellung und dem Einsatz von Zementen verbundenen CO2-Emissionen mittel- bis langfristig signifikant zu senken. Die Erhärtungsreaktionen und die Einflüsse auf die Mikrostruktur von AAB sind durch jahrzehntelange Forschung gut verstanden, und zahlreiche Beispiele belegen, dass AAB grundsätzlich als Betonbindemittel geeignet sind. Offene Fragen bestehen aber immer noch hinsichtlich der Dauerhaftigkeit von mit AAB hergestellten Betonen. Der vorliegende Beitrag gibt eine kurze Einführung in die Nomenklatur und die Geschichte von AAB. Die wichtigsten Reaktionen und Reaktionsprodukte, die zur Bildung der Mikrostruktur von AAB führen, werden beschrieben. Der Hauptteil des Beitrags diskutiert aktuelle Forschungsergebnisse und offene Fragen zur Dauerhaftigkeit von Betonen auf Basis von AAB. Wichtige Fortschritte auf diesem Gebiet konnten in den letzten Jahren insbesondere zum Einfluss von Sulfiden auf die Bewehrungskorrosion, zum Carbonatisierungswiderstand und zum Säurewiderstand erzielt werden. T2 - 10. Felsmechanik- und Tunnelbautag CY - Weinheim, Germany DA - 22.05.2025 KW - Alkali-activated materials KW - Carbonation KW - Reinforcement corrosion KW - MIC KW - Microbially induced corrosion PY - 2025 SN - 978-3-00-083562-9 SP - 73 EP - 84 PB - WBI GmbH CY - Weinheim AN - OPUS4-64266 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rübner, Katrin T1 - Aschen aus dem Altpapierrecycling N2 - Sortierrückstände, Faserreststoffe und Schlämme aus der Altpapieraufbereitung und dem Deinking werden gegenwärtig entweder deponiert oder einer energetischen Verwertung zugeführt. Es gibt Bemühungen, die Reststoffe kontrolliert bei Temperaturen zwischen 700 °C und 800 °C zu calcinieren, um dadurch direkt einen metakaolinhaltigen puzzolanisch wirkenden Zementbestandteil oder Betonzusatzstoff herzustellen. Üblicherweise erfolgt die Verbrennung der Papierreststoffe aber beim Papierrecycler bzw. –hersteller in dezentralen Heizkraftwerken, in denen mittels Kraft-Wärme-Kopplung Strom, Wärme und Dampf erzeugt werden. Der auf die Strom- und Wärmeerzeugung optimierte Prozess verläuft bei Temperaturen von 950°C bis 1000 °C. Dabei bilden sich aus dem amorphen Metakaolin bereits wieder inerte Verbindungen. Pro Tonne verbranntem Papierreststoff fallen etwa 240 kg Papierasche (PA) in Form einer Mischung aus Kessel- und Elektrofilteraschen an. Die Papierasche wird etwa zu 16 % in der Ziegelherstellung und zu 52 % in der Rohmehlproduktion der Zementindustrie kostenpflichtig entsorgt. Mit 26 % werden große Anteile der Papierasche deponiert. Mit den Zielen der Anhebung der Verwertungsquote der Papierasche, der Reduzierung der Entsorgungskosten und einer qualitativ höherwertigen Verwendung der Asche unter Ausnutzung ihrer spezifischen Eigenschaften, stehen Papieraschen im Mittelpunkt verschiedener Forschungsarbeiten. Die in den Untersuchungen verwendete Papierasche liegt als feinkörniges Material in einem breiten Kornband mit Partikelgrößen zwischen 0,5 µm und 100 µm vor. In Abhängigkeit von der Materialcharge beträgt die Feststoffdichte der Asche 2,63-2,67 g/cm³ und ihre spezifische Oberfläche liegt bei 2,6-5,0 m²/g. Die Papierasche kommt mit den Anteilen der Hauptoxide von 49-59 M.-% CaO, 22-28 M.-% SiO2 und 13-14 M.-% Al2O3 der Zusammensetzung eines Portlandzements nahe, sie ist jedoch etwas kalkärmer und tonerdereicher. In Abhängigkeit von der Herstellungs- und Lagerungshistorie enthält sie zwischen 3 M.-% und 15 M.-% Freikalk (CaO). Mittels Röntgenbeugungsanalyse werden Calcit (CaCO3), Gehlenit (Ca2Al(AlSi)O7), Portlandit (Ca(OH)2) und Belit (Ca2SiO4), Quarz (SiO2) und Talk Mg3Si4O10(OH)2 als Hauptmineralphasen der Papierasche identifiziert. In einigen PA-Chargen werden zusätzlich Freikalk (CaO), Tricalciumaluminat (Ca3Al2O6) und geringe amorphe Anteile gefunden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden von der Papierasche auch hydraulische Eigenschaften erwartet, die eine Verwendung als Bindemittel allein oder Bindemittelkomponente im Gemisch mit Portlandzement oder anderen Zusatzstoffen nahe legen. Erste Untersuchungen an der Papierasche dienten der mineralogischen, chemischen, umweltanalytischen und betontechnologischen Charakterisierung der Papierasche, von Zement-PA- und Flugasche-PA-Gemischen. Anschließende Studien befassten sich mit dem Einsatz von Papierasche als Zementzumahlstoff, Zusatz in erdfeuchten Betonen und als Bodenverfestigungsmittel. Im Vortrag werden die wesentlichen Ergebnisse der Forschungsarbeiten vorgestellt und die Einsatzmöglichkeiten der Papierasche als Baustoff im Hinblick auf ihre technologische und nachhaltigkeitsbezogene Eignung bewertet. T2 - Workshop Ressourcen und Recycling im Themenfeld Umwelt CY - Berlin, Germany DA - 18.01.2017 KW - Papierasche KW - Altpapierrecycling KW - Baustoff KW - Bindemittelersatz PY - 2017 AN - OPUS4-39200 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr T1 - Corrosion of steel reinforcement in geopolymer mortars - Carbonation resistance, chloride migration, and preliminary corrosion potential data N2 - Geopolymers present a group of novel building materials exhibiting improved chemical resistance, fire resistance and lower CO2 emissions over traditional OPC-based materials. Corrosion of steel rebars in concrete presents one of the main deterioration mechanisms limiting service life of the reinforced structures. The corrosion is accompanied by an expansion of the corrosion products causing high pressures, concrete cracking and finally spalling of a cover layer. Critical chloride concentration, loss of alkalinity and modeling of the steel corrosion are in researchers' spotlight for decades, however steel corrosion in geopolymer materials is insufficiently described and understood yet. An optimized geopolymer mixture based on German hard coal fly ash activated with sodium hydroxide and sodium silicate solutions was selected for steel reinforcement-corrosion experiments. The formation of passive layer on the steel rebars is observed after approx. two weeks of hardening at laboratory temperature. However, alternative heat-treatment at 80°C for several hours leads to immediate formation of the passive layer as well as to a faster strength gain (80 MPa after 24h at 80°C). Chloride diffusion coefficient, Na+ leaching as well as carbonation rate is identified on unreinforced geopolymer mortar samples. The data are used for simulations and design of the steel rebars-corrosion experiments. The effect of chloride ingress, Na+ leaching and carbonation of the geopolymer mortar on the steel-reinforcement corrosion is studied. T2 - II European Geopolymer Network CY - Madrid, Spain DA - 14.07.2017 KW - Geopolymer KW - Steel corrosion KW - Chloride transport coefficient PY - 2017 AN - OPUS4-41058 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Henning, Ricky A1 - Sturm, Patrick A1 - Keßler, S. A1 - Gluth, Gregor T1 - Corrosion of hybrid alkaline cements in saline solution simulating evaporite rock – effect of the Portland clinker content N2 - Two hybrid alkaline cements (HAC) based on Portland clinker, ground granulated blast furnace slag (GGBFS), fly ash and sodium sulfate, as well as an alkali-activated GGBFS/fly ash blend and a Portland cement paste were exposed to a saturated saline solution for 70 days. The combined chemical attack of chloride, magnesium and sulfate ions and the associated changes of the phase assemblage of the materials were studied by X-ray diffraction, thermal analysis and spatially resolved X-ray fluorescence spectroscopy. The experimental results revealed dissolution of ettringite, C-N-A-S-H and calcite, and the formation of gypsum, Kuzel's salt and Friedel's salt; thermodynamic modeling indicated the formation of M-S-H. The resistance of the HAC against attack by the saline solution increased with Portland clinker fraction. The capacity of portlandite to maintain pH at values above 10 is found to be a major factor controlling the resistance of HAC against corrosion in the saline solution. KW - Hybrid cements KW - Alkali-activated materials KW - Magnesium chloride KW - Corrosion KW - Salt attack PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107215 SN - 0008-8846 SN - 1873-3948 VL - 172 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-57638 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Grengg, C. A1 - Gluth, Gregor A1 - Mittermayr, F. ED - Jiang, G. T1 - Alkali-activated materials for sewers N2 - This chapter aims to give a brief introduction into the field of alkali activated materials (AAM) and their physicochemical material behavior when exposed to sulfuric acid and in biochemically aggressive sewer environments. Additionally, the differences in material behavior within chemical (abiotic) and microbially induced acid environments are highlighted. Finally, existing data on overall performance of AAM, compared to conventional concrete-based building materials in sewer systems will be discussed. KW - Alkali-activated materials KW - Geopolymers KW - MIC KW - Sewage systems PY - 2023 SN - 978-3-031-29940-7 SN - 978-3-031-29941-4 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-29941-4_11 SP - 233 EP - 247 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-57424 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor T1 - Geopolymer-bound intumescent coatings for fire protection N2 - Intumescent coatings for fire protection offer advantages over (non-intumescent) cementitious coatings and boards regarding speed of construction, architectural aesthetics, sometimes costs, and other features. However, conventional organic intumescent coatings as well as soluble silicate (waterglass) coatings form foams with low mechanical stability, and the latter coatings generally suffer from low resistance against humidity. Therefore, the search for novel intumescent coatings for more demanding conditions (e.g., abrasive environments) is a necessity in the context of steadily increasing requirements of society and industry. In this contribution, we present results on intumescent aluminosilicate coatings for fire protection that form foams with significantly increased mechanical strength. Two base formulations, a metakaolin/silica-based mix, adapted from Krivenko et al., and a silica/corundum-based mix, developed at Curtin University, as well as formulations modified with additives (Al(OH)3, Mg(OH)2, B2O3, Na2B4O7), were applied to steel plates (75 mm × 75 mm) and exposed to simulated fire conditions (fire curve according to ISO 834-1:1999). Temperature-time curves were recorded to assess the degree at which the coatings insulated the substrate. In addition, XRD, TG, oscillatory rheometry, and SEM were employed to characterise the coatings. The coatings were observed to partly expand during hardening due to H2 formation. When the hardened coatings were exposed to elevated temperatures they intumesced as expected, with the degree and nature of expansion dependent on the formulation. Oscillatory rheometry provided insights into the intumescent processes in an apparently brittle material. It revealed that the hardened aluminosilicate coatings became viscous (loss factor > 1) at 75–225 °C, in the temperature range of major water release, as opposed to a “standard” metakaolin-based geopolymer, which continued to behave as a solid. This explains the intumes¬cent behavior of the coatings, i.e. further expansion and foam formation. Microstructural analysis confirmed pore expansion and coalescence; XRD showed that the phases formed after heating (max. temperature ~840 °C) were of ceramic-type. The fire protection (defined here as the time for the steel substrate to reach the critical temperature of 500 °C) depended mainly on the thick¬ness of the fully expanded coating, i.e. after intumescence. An alumino¬silicate coating free of additives with an original thickness of 12 mm was able to protect the steel for >30 min. The addition of 10 % anhydrous borax (Na2B4O7) caused a significant improvement, such that an original coating thickness of only 6 mm was sufficient to protect the steel for ~30 min. This was caused by the formation of sodium metaborate dihydrate (NaB(OH)4) in the coating that led to a significantly extended dehydration plateau in the temperature-time curve at ~100 °C during the fire exposure. T2 - Alkali Activated Materials and Geopolymers CY - Tomar, Portugal DA - 27.05.2018 KW - Geopolymers KW - Fire protection KW - Fire proofing KW - Intumescence PY - 2018 AN - OPUS4-45088 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bertron, A. A1 - Grengg, C. A1 - Peyre Lavigne, M. A1 - Wack, H. A1 - Gluth, Gregor A1 - Aboulela, A. A1 - Sonois, V. A1 - Mittermayr, F. T1 - Comparative evaluation of laboratory methods for performance assessment of cementitious materials in wastewater networks: Biological and chemical tests versus field exposure N2 - The biodeterioration of concrete elements in sewer systems and their repair is of significant economic and societal concern. However, the available test methods to assess the performance of cementitious materials under the relevant conditions are insufficiently validated. In the present study, two biological test methods and a standardised chemical test were applied to two sewer repair mortars and a reference mortar, and the performances of these materials were compared in a severely deteriorating sewer environment. In both biological tests, the induction period was considerably shorter than that of the field, and time-resolved recording of durability indicators enabled to determine deterioration rates in the steady-state regime, which compared reasonably well with each other and with the behaviour in the sewer environment. The chemical test does not allow to obtain a deterioration rate, and the observed relative performance differences of the mortars deviated from the results of the biological tests. KW - MIC KW - Biodeterioration KW - Sulfuric acid attack KW - Testing KW - Cementitious repair systems PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2024.107741 SN - 0008-8846 SN - 1873-3948 VL - 188 SP - 1 EP - 18 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-61857 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Priebe, Nsesheye Susan A1 - Sturm, Patrick A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Gluth, Gregor ED - Bishnoi, S. T1 - Comparison of brick clays and a kaolinitic clay regarding calcination and performance in blended cement mortars N2 - Two brick clays (rich in 2:1 clay minerals) and a low-grade kaolinitic clay were studied regarding their transformations during calcination and their performance in blended cement mortars. The mortars with calcined clays exhibited decreased workability (slump flow), but this effect could be mitigated by employment of a conventional superplasticizer; however, compressive strength of the hardened mortar was lowered in some cases. While the kaolinitic clay generally yielded the highest strength, the performance of a brick clay could be increased by grinding to higher fineness and by mixing it with the kaolinitic clay. T2 - 3rd International Conference on Calcined Clays for Sustainable Concrete CY - New Delhi, India DA - 15.10.2019 KW - Calcined clays KW - Blended cements KW - Workability KW - Supplementary cementitious materials PY - 2020 SN - 978-981-15-2805-7 DO - https://doi.org/10.1007/978-981-15-2806-4_10 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. VL - 25 SP - 85 EP - 93 PB - Springer CY - Singapore AN - OPUS4-50663 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Priebe, Nsesheye Susan A1 - Vogler, Nico A1 - Sturm, Patrick A1 - Neubert, M. A1 - Schröder, H.-J. A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Hünger, K.-J. A1 - Gluth, Gregor T1 - Calcined brick clays and mixed clays as supplementary cementitious materials: Effects on the performance of blended cement mortars N2 - While calcined clays in general have been credited with a great potential to mitigate CO2 emissions related to cement production and consumption, calcined brick clays are currently understudied in this regard. In the present work, two brick clays, a low-grade kaolinitic clay, and a mixed clay composed of 50% brick clay and 50% low-grade kaolinitic clay were studied regarding transformations on calcination, and strength and durability performance as well as pore structure of mortars made with the blended cements. All calcined clays exhibited pozzolanic reactivity, with the performance of the brick clays inferior to the low-grade kaolinitic clay. However, the mixed clay performed very similar to the low-grade kaolinitic clay, which points to a viable option for optimal use of brick clays in cementitious systems. The carbonation resistance of the blended cement mortars was generally worse than that of the plain Portland cement mortar, as expected, but the former exhibited a significantly improved chloride penetration resistance. The latter improvement was due to pore structure refinement in the blended cement mortars, compared to the Portland cement mortar. KW - Brick clay KW - Illitic clay KW - Calcined clay KW - Blended cement KW - Supplementary cementitous materials PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120990 N1 - Geburtsname von Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. - Birth name of Priebe, Nsesheye Susan: Msinjili, N. S. VL - 266 SP - 120990 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51362 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vollpracht, A. A1 - Thiel, C. A1 - Zhao, Z. A1 - Villagrán Zaccardi, Y. A. A1 - Cordoba, G. P. A1 - Gluth, Gregor A1 - Vanoutrive, H. A1 - Gruyaert, E. A1 - Kanellopoulos, A. A1 - Mi, R. A1 - De Belie, N. T1 - Carbonation of concrete with SCMs: a data analysis by RILEM TC 281-CCC N2 - The RILEM TC 281–CCC "Carbonation of concrete with supplementary cementitious materials" is studying the effect of supplementary cementitious materials (SCMs) on natural and accelerated carbonation of blended cements. In this context a large database with carbonation depths over time has been set-up with currently 910 concrete and mortar mixes, which have been tested at different curing conditions. The collected data includes information on chemical composition and physical properties of the raw materials, on mix-design, compressive strength, curing and carbonation testing conditions. Data for a large variety of binders (with up to 94 % SCMs) and mix designs (with w/b ratios ranging from 0.26 to 0.75) were collected from the literature and unpublished material testing projects. Natural carbonation was recorded for several years in many cases, and indoor as well as outdoor results are included. However, in this contribution only lab conditions are considered. Carbonation kinetics are investigated considering the binder composition and mix design. Furthermore, the accuracy of accelerated carbonation testing is evaluated. As described in literature, the w/CaOreactive-ratio is a decisive factor for carbonation resistance but curing and exposure conditions influence the results as well. Even with identical test conditions, the scatter is very large. T2 - 16th International Congress on the Chemistry of Cement 2023 (ICCC2023) CY - Bangkok, Thailand DA - 18.09.2023 KW - Carbonation KW - Supplemetary cementitious materials KW - Blended cement KW - Concrete PY - 2023 UR - https://www.iccc-online.org/fileadmin/gruppen/iccc/proceedings/ICCC16_2023_Vol_III.pdf VL - III SP - 360 EP - 363 PB - Thailand Concrete Association AN - OPUS4-58736 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sturm, Patrick A1 - Gluth, Gregor A1 - Jäger, Christian A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Sulfuric acid resistance of one-part alkali-activated mortars N2 - One-part alkali-activated (geopolymer) mortars based on three different silica-rich starting materials and sodium aluminate, with and without ground granulated blast furnace slag (GGBFS) addition, were tested regarding sulfuric acid resistance according to DIN 19573:2016-03 (70 days at pH = 1). Corresponding pastes were characterized by XRD, SEM, chemical analysis, 29Si MAS NMR and 1H-29Si CPMAS NMR after water storage and after acid exposure. The mortars exhibited a high resistance against sulfuric acid attack, with the best ones conforming to the requirements of DIN 19573:2016-03. The analytical results showed that this was due to precipitation of silica gel at the acid-mortar interface, which formed a mechanically stable layer that protected the subjacent mortar and thus inhibited further degradation. The addition of GGBFS decreased the acid resistance via formation of expansive calcium sulfate phases. KW - Alkali activated materials KW - Acid resistance KW - Nuclear magnetic resonance KW - One-part geopolymers PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.04.009 SN - 0008-8846 VL - 109 SP - 54 EP - 63 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-44722 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor T1 - Durability-related properties of geopolymer mortars N2 - Knowledge of the durability and related properties of alkali-activated materials is a prerequisite for their application as building materials. However, to date only limited data exists in this regard. The present contribution focuses on durability-related transport properties of geopolymer-based materials. We present results of accelerated carbonation, rapid chloride migration (RCM) and air permeability measurements, together with strength and porosity data, for fly ash-based geoplymers, including formulations containing ground granulated blast furnace slag (GGBFS). It was found that, despite comparable total porosities, the carbonation depths, the chloride migration coefficients and the air permeabilities of the mortars differed significantly. In general, the addition of GGBFS to the binders improved the performance (decreased transport coefficients); however, this was not found to be true for the air permeability in all cases. This latter effect can be explained by drying damage of the C-(A-)S-H gel in GGBFS-containing binders. On the other hand, low transport coefficients can also be achieved by optimization of the binder formulation without the addition of GGBFS, which is also reflected in the material’s air permeability. Thus, there exists no simple correlation between air permeability (of harshly dried mortars) and durability-related transport coefficients for the studied alkali-activated materials. In addition, corrosion potential, polarization resistance data and current density-potential curves of carbon steel in two of the geopolymer mortars are presented. The corrosion potential vs. time curves in combination with polarization resistance values reveal that the steel reinforcement in geopolymer mortars assumed a passive state. However, this happened considerably later than for steel in CEM I-based mortars. T2 - 6th International Conference on Non-Traditional Cement & Concrete (NTCC) CY - Brno, Czech Republic DA - 19.06.2017 KW - Geopolymers KW - Alkali-activated materials KW - Durability KW - Steel corrosion KW - Transport coefficients PY - 2017 AN - OPUS4-41293 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Durlo Tambara, Luís Urbano A1 - Hirsch, A. A1 - Dehn, F. A1 - Gluth, Gregor T1 - Carbonation resistance of alkali-activated GGBFS/calcined clay concrete under natural and accelerated conditions N2 - The carbonation resistance of alkali-activated materials (AAMs) is a crucial parameter for their applicability in concrete construction, yet the parameters influencing it are insufficiently understood to date. In the present study, the carbonation resistance of alkali-activated concretes with varying fractions of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and calcined clay (i.e., high, intermediate, and low Ca contents) were assessed under natural and accelerated conditions. Corresponding hardened AAM pastes were studied using X-ray diffraction, thermogravimetry, Raman microscopy, and mercury intrusion porosimetry. The carbonation resistance of the concretes at natural CO2 concentration depended principally on their water/(CaO + MgOeq + Na2Oeq + K2Oeq) ratio. The remaining variability for similar ratios was caused by differences between the pore structures of the AAMs. For concrete with favorable water/(CaO + MgOeq + Na2Oeq + K2Oeq) ratio and pore structure, the carbonation resistance was comparable to that of Portland cement concrete. The relationship between carbonation coefficients obtained under accelerated and natural conditions differed for concretes with high and low fractions of calcined clay, indicating that accelerated carbonation testing is less suitable to study the carbonation of low-Ca AAMs. KW - Alkali-activated materials KW - Carbonation KW - Calcined clay PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-610747 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.138351 SN - 1879-0526 VL - 449 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-61074 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Ke, X. A1 - Vollpracht, A. A1 - Weiler, L. A1 - Bernal, S. A. A1 - Cyr, M. A1 - Dombrowski-Daube, K. A1 - Geddes, D. A1 - Grengg, C. A1 - Le Galliard, C. A1 - Nedeljkovic, M. A1 - Provis, J. L. A1 - Valentini, L. A1 - Walkley, B. ED - Jędrzejewska, A. ED - Kanavaris, F. ED - Azenha, M. ED - Benboudjema, F. ED - Schlicke, D. T1 - Carbonation of alkali-activated concretes: effects of compositional parameters and carbonation conditions N2 - The current ability to predict the carbonation resistance of alkali-activated materials (AAMs) is incomplete, partly because of widely varying AAM chemistries and variable testing conditions. To identify general correlations between mix design parameters and the carbonation rate of AAMs, RILEM TC 281-CCC Working Group 6 compiled and analysed carbonation data for alkali-activated concretes and mortars from the literature. For comparison purposes, data for blended Portland cement-based concretes with a high percentage of SCMs (≥66% of the binder) were also included in the database. The results show that the water/CaO ratio is not a reliable indicator of the carbonation rate of AAMs. A better indicator of the carbonation rate of AAMs under conditions approximating natural carbonation is their water/(CaO + MgOeq + Na2Oeq + K2Oeq) ratio, where the index ‘eq’ indicates an equivalent amount based on molar masses. This finding can be explained by the CO2 binding capacity of alkaline-earth and alkali metal ions; the obtained correlation also indicates an influence of the space-filling capability of the binding phases of AAMs, as for conventional cements. However, this ratio can serve only as an approximate indicator of carbonation resistance, as other parameters also affect the carbonation resistance of alkali-activated concretes. In addition, the analysis of the dataset revealed peculiarities of accelerated tests using elevated CO2 concentrations for low-Ca AAMs, indicating that even at the relatively modest concentration of 1% CO2, accelerated testing may lead to inaccurate predictions of their carbonation resistance under natural exposure conditions. T2 - International RILEM Conference on Synergising Expertise towards Sustainability and Robustness of Cement-based Materials and Concrete Structures: SynerCrete 2023 CY - Adamantas, Greece DA - 14.06.2023 KW - Carbonation KW - Alkali-activated materials KW - Mix design PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-33187-9_94 VL - 2 SP - 1029 EP - 1037 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-57699 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grengg, C. A1 - Koraimann, G. A1 - Ukrainczyk, N. A1 - Rudic, O. A1 - Luschnig, S. A1 - Gluth, Gregor A1 - Radtke, Martin A1 - Dietzel, M. A1 - Mittermayr, F. T1 - Cu- and Zn-doped alkali activated mortar – Properties and durability in (bio)chemically aggressive wastewater environments N2 - Metakaolin-based alkali activated mortars (AAM) - with and without CuSO4·5H2O and ZnO addition (mass ratio Mn+/solid binder 0.08% to 1.7%) - were casted and exposed within an extensive long-term field campaign over the period of 20 months to a sewer basin, strongly affected by biogenic acid corrosion. (Un-)exposed AAM were tested regarding their physicochemical and microstructural properties, bioreceptivity and overall durability. Metal addition led to a retarding effect during alkali-activation reaction, as well as to an increase in open porosity of up to 3.0% and corresponding lower compressive strength of up to 10.9%. Reduced microbial colonization and diversity were observed on AAM with Cu, while Zn addition led to increased biodiversity. We propose that the observed higher durability of Cu-doped AAM is due to antibacterial effects and associated reduction of biogenic acid production, superseding overall negative effects of metal-dosage on physical material properties. Observed lower durability of Zn-doped AAM was related to combined negative physicochemical and microbial effects. KW - Microbially induced corrosion KW - Alkali-activated materials KW - Biogenic acid corrosion KW - Biogene Schwefelsäurekorrosion KW - MIC PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106541 SN - 0008-8846 VL - 149 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-53070 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Ke, X. A1 - Vollpracht, A. A1 - Bernal, S. A. A1 - Cizer, Ö. A1 - Cyr, M. A1 - Dombrowski-Daube, K. A1 - Geddes, D. A1 - Grengg, C. A1 - Le Galliard, C. A1 - Nedeljkovic, M. A1 - Provis, J. L. A1 - Shi, Z. A1 - Valentini, L. A1 - Walkley, B. ED - Escalante-Garcia, J. I. ED - Castro Borges, P. ED - Duran-Herrera, A. T1 - RILEM TC 281-CCC Working Group 6: Carbonation of alkali activated concrete—preliminary results of a literature survey and data analysis N2 - The current understanding of the carbonation of alkali-activated concretes is ham-pered inter alia by the wide range of binder chemistries used. To overcome some of the limitations of individual studies and to identify general correlations between their mix design parameters and carbonation resistance, the RILEM TC 281-CCC working group 6 compiled carbonation data for alkali-activated concretes and mortars from the literature. For comparison purposes, data for blended Portland cement-based concretes with a high percentage of SCMs (≥ 66 % of the binder) were also included in the database. A preliminary analysis of the database indicates that w/CaO ratio and w/b ratio exert an influence on the carbonation resistance of alkali-activated concretes but, contrary to what has been reported for concretes based on (blended) Portland cements, these are not good indicators of their carbonation resistance when considered individually. A better indicator of the carbonation resistance of alkali-activated concretes under conditions approxi-mating natural carbonation appears to be their w/(CaO + Na2O + K2O) ratio. Furthermore, the analysis points to significant shortcomings of tests at elevated CO2 concentrations for low-Ca alkali-activated concretes, indicating that even at a concentration of 1 % CO2, the outcomes may lead to inaccurate predictions of the carbonation coefficient under natural exposure conditions. T2 - 75th RILEM Annual Week CY - Mérida, Yucatán, Mexico DA - 30.08.2021 KW - Alkali-activated materials KW - Durability KW - Carbonation KW - Testing KW - Concrete PY - 2023 SN - 978-3-031-21734-0 SN - 978-3-031-21735-7 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-031-21735-7_72 SN - 2211-0852 SN - 2211-0844 VL - 40 SP - 667 EP - 676 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-57157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor T1 - Sulfuric acid resistance of copper-doped and plain metakaolin-based alkali-activated materials studied by 29Si, 27Al and 1H MAS NMR, and Cu K-edge XANES spectroscopy N2 - Alkali-activated materials have been repeatedly reported to exhibit high acid resistance, but no generally accepted hypothesis regarding the underlying mechanisms has emerged yet. To contribute to this issue, K-waterglass-activated metakaolin specimens, with and without the addition of CuSO4·5H2O in the starting mix, were exposed to either a chemically aggressive sewer environment (mortars) or sulfuric acid (pastes). The mode of copper incorporation in the materials and the formation of copper phases in the corroded layers were studied by XANES at the Cu K-edge, and 29Si, 27Al and 1H MAS NMR was employed to understand the processes during acid attack. Copper was found as a spertiniite-like phase in the as-cured materials, while in the deterioration layers of the pastes it was present as copper sulfate. In the corroded regions of the mortars, unequivocal identification of Cu phases was not possible, but the results were reconcilable with the presence of copper carbonate hydroxide. The solid-state NMR results revealed virtually complete dissolution of the K-A-S-H gel and the formation of silica gel, interpreted to be a central mechanism determining the acid resistance. No significant differences between the microstructural alterations of the pastes with and without Cu addition on (chemical) sulfuric acid attack were observed. T2 - 74th RILEM Annual Week & 40th Cement and Concrete Science Conference CY - Online meeting DA - 31.08.2020 KW - Alkali-activated materials KW - Sulfuric acid resistance KW - Sewer structures PY - 2020 AN - OPUS4-51198 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Garel, S. ED - Valente, I. B. ED - Ventura Gouveia, A. ED - Dias, S. S. T1 - Calorimetry Study of the Influence of Portland Cement Content, Slag/Fly Ash Ratio, and Activator Type on the Early Hydration of Hybrid Cements N2 - Hybrid cements (cements composed of Portland clinker, supplementary cementitious materials and an alkaline activator) potentially combine advantages of conventional cements with those of alternative binders, such as low heat of hydration and improved durability in some environments. While fly ash-based hybrid cements have been studied in considerable detail, slag-dominated hybrid cements appear to have received less attention. Here, the latter materials have been studied by isothermal calorimetry, X-ray diffraction and strength testing. The heat of hydration of these cements was as low as ~50% of that of an ordinary Portland cement, while their strength after 28-day curing was in the range 31–61 MPa. The phase assemblages after 28-day curing depended on the activator, with Na2SO4 leading to ettringite and Na2CO3 leading to hemicarbonate formation, respectively, besides C–A–S–H, portlandite and hydrotalcite. The U phase was identified when a high Na2SO4 dose and/or fly ash was employed. Na2SO4 accelerated the early reaction of the Portland clinker, while Na2CO3 appeared to decrease the extent of reaction of the clinker and led to a shift of the second hydration peak (likely related to slag reaction) to later hydration times, as did substitution of slag by fly ash. Increasing Na2SO4 dose from 4 to 6% did not lead to further acceleration of hydration or improved strength. T2 - 3rd RILEM Spring Convention and Conference (RSCC 2020) CY - Guimarães, Portugal DA - 10.03.2020 KW - Hybrid cements KW - Alkali-activated materials KW - Calorimetry KW - Early hydration PY - 2021 SN - 978-3-030-76550-7 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-76551-4_20 SP - 217 EP - 226 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-53071 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor T1 - Dauerhaftigkeit von Betonen auf Basis klimafreundlicher Bindemittel N2 - Aus Gründen des Klimaschutzes werden in den kommenden Jahren mehr Zemente mit verringertem Klinkerfaktor und alternative Bindemittel (klimafreundliche Bindemittel) zum Einsatz kommen. Für ihre sichere und zuverlässige Verwendung ist ein umfangreiches Verständnis der Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit der aus ihnen hergestellten Betone notwendig. Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick über einige jüngere Entwicklungen und Forschungsergebnisse auf dem Gebiet. Der Fokus liegt auf Ergebnissen der Arbeiten von Technischen Komitees der RILEM sowie der EFC und eigenen Forschungsergebnissen. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Beton KW - Bindemittel KW - Klimaschonender Zement KW - Bewehrungskorrosion KW - Chlorideindringen KW - Carbonatisierung PY - 2024 AN - OPUS4-61816 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Safety in technology and chemistry - BAM focus area infrastructure N2 - The poster contains a description of the extensive activities in the focus area infrastructure as well as the unique possibilities for experimentation on the BAM Test Site for Technical Safety. T2 - BMBF Workshop "Secure Societies: Shaping the future European security research programme" CY - Brussels, Belgium DA - 21.11.2017 KW - BAM focus area infrastructure KW - BAM Test Site for Technical Safety KW - Tank failure PY - 2017 AN - OPUS4-43269 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Carraba, L. A1 - Gluth, Gregor A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Krüger, Simone A1 - Bignozzi, M.C. ED - Falikman, V. ED - Realfonzo, R. ED - Coppola, L. ED - Hajek, P. ED - Riva, R. T1 - Fly ash-based lightweight geopolymer mortars for fire protection N2 - The present study aims to investigate the use of geopolymer mortars as passive fire protection system for steel structures. Coal fly ashes were used as aluminosilicate source and perlite was employed as aggregate to obtain a lightweight system. In addition, a geopolymer mortar containing quartz aggregate was produced for comparison. The geopolymer mortars were applied on stainless steel plates and exposed to both, cellulosic and hydrocarbon standard fire curves, according to ISO 834-1 and EN 1363-2, respectively. Acoustic emission measurements were conducted to analyze cracking phenomena during the high temperature exposure. The resulting temperature-time curves showed that the investigated system is effective in retarding the temperature rise of the steel plates. When the cellulosic fire curve was applied, a 20 mm [0.79 in.] thick layer of lightweight geopolymer mortar protected the steel substrate from reaching the critical temperature of 500 °C [932 °F] for at least 30 minutes, avoiding the rapid decrease of its mechanical properties and thus representing an important safety measure against accidental fires. No spalling phenomena on heating were detected; however, significant cracking was observed on cooling. KW - Alkali-activated materials KW - Geopolymers KW - Fire protection KW - Fire proofing KW - Acoustic emission PY - 2018 SN - 978-1-64195-022-0 VL - 326 SP - 26.1 EP - 26.10 PB - American Concrete Institute CY - Farmington Hills AN - OPUS4-46154 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holtappels, Kai A1 - Theil, Benjamin T1 - Schneidladungen im Dienste der Materialwissenschaften - Rissinitiierung an Rohrleitungen N2 - Vorfälle in der Vergangenheit zeigten, dass Rohrleitungen für den Transport komprimierbarer Gase und Flüssigkeiten u. U. zu duktiler Rissausbreitung neigen, wenn Schäden an den Rohren vorliegen. Um diese Vorfälle zu vermeiden, ist die Kenntnis der Brucheigenschaften von Rohrleitungsstählen von großer Bedeutung. Häufig werden die Eigenschaften im Labormaßstab bestimmt, aber diese sind nicht unbedingt repräsentativ für hochdynamische Bedingungen, wenn z. B. bei der Rissausbreitung stark unter Druck stehende Gase freigesetzt werden. In diesem Beitrag werden sogenannte West-Jefferson- und Midscale-Tests beschrieben, bei denen Risse in druckbeaufschlagten Pipelines mit Schneidladun­gen initiiert wurden, um die Rissausbreitung einzuleiten. T2 - 39. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 21.04.2017 KW - Schneidlagungen KW - Pipeline KW - Rissverhalten PY - 2017 SN - 0941-4584 VL - 39 IS - 3 SP - 40 EP - 44 PB - Deutscher Sprengverband e. V. CY - Siegen AN - OPUS4-43628 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sturm, Patrick A1 - Gluth, Gregor A1 - Greiser, Sebastian A1 - Jäger, Christian A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Investigations on one-part geopolymers synthesized from different silica sources N2 - One-part geopolymers, synthesized from three different silica sources and sodium aluminate, were investigated regarding their microstructure and the evolution of their compressive strength on curing at slightly elevated temperatures. The effect of thermal treatment was studied up to 1000 °C and for the investigation of the chemical durability specific samples were treated with sulfuric acid (H2SO4, pH = 1). Depending on the silica feedstock, different degrees of reaction were observed. One of the silicas had a significantly higher reactivity. For two of the silicas, significant amounts of zeolites occurred as reaction products besides geopolymeric gel, whereas the more reactive silica source lead to the formation of a rather fully condensed geopolymeric network. The composites indicated promising behavior on heating in so far as no distinct shrinkage step occurred in the temperature range of dehydration. Up to 400 °C the residual strength of those mixes increased. Above 800 °C the samples underwent new phase formation. After exposure to sulfuric acid (pH 1; 70 d) specimens showed a residual compressive strength of about 77 % of the reference, indicating high acid resistance. T2 - 6th International Conference on Non-Traditional Cement & Concrete CY - Brno, Czech Republic DA - 19.06.2017 KW - Geopolymers KW - Zeolites KW - Thermal properties KW - Acid resistance KW - Chemical durability PY - 2017 SN - 978-80-214-5507-8 SP - 299 EP - 306 AN - OPUS4-40774 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr A1 - Gluth, Gregor A1 - Reinemann, Steffi A1 - Ebell, Gino A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Mietz, Jürgen T1 - Corrosion of steel reinforcement in geopolymer mortars - carbonation resistance, chloride migration, and preliminary corrosion potential data N2 - Alkali-activated materials such as geopolymers are currently receiving a lot of attention because of their potential to be used as binders for concrete with advantageous engineering properties and reduced manufacturing CO2 emissions. Knowledge of the durability of steel in these concretes and related properties of alkali-activated materials is a prerequisite for their application as building materials, if they are to be used for steel reinforced elements. However, to date only limited data exists on this topic. The present contribution focuses on durability-related transport properties of geopolymer-based mortars (as model systems for concrete). We report results of accelerated carbonation, rapid chloride migration (RCM) and air permeability measurements as well as porosity data for fly ash-based geopolymer mortars, including mixes containing ground granulated blast furnace slag (GGBFS). In addition, we report polarization resistance data and corrosion potential vs. time curves for carbon steel bars embedded in two of the fly ash-based geopolymer mortars and a CEM I-based mortar (as reference). Despite comparable total porosities, the carbonation depths, the chloride migration coefficients and the air permeabilities of the mortars differed significantly. In general, the addition of GGBFS to the binders improved the performance (decreased transport coefficients); however, this was not found to be true for the air permeability in all cases. This latter effect can be explained by drying damage of the C-(A-)S-H gel in GGBFS-containing binders. On the other hand, low transport coefficients can also be achieved by optimization of the binder formulation without the addition of GGBFS, which is also reflected in the material’s air permeability. Thus, there exists no simple correlation between air permeability (of harshly dried mortars) and durability-related transport coefficients for the studied alkali-activated materials. The corrosion potential vs. time curves in combination with polarization resistance values reveal that the steel reinforcement in geopolymer mortars assumed a passive state. However, this happened considerably later than for steel in CEM I-based mortars. The free corrosion potential of carbon steel reinforcement in the geopolymer mortars had different values than the free corrosion potential values for the CEM I-based mortar for both the active and the passive state; possible reasons for this behavior are discussed. T2 - EUROCORR 2017 CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - Geopolymers KW - Alkali-activated materials KW - Corrosion KW - Steel reinforcement KW - Concrete PY - 2017 SP - Paper 87351, 1 EP - 7 AN - OPUS4-41870 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr T1 - Steel reinforcement corrosion in alkali-activated fly ash mortars N2 - Corrosion of steel rebars in concrete presents one of the main deterioration mechanisms limiting service life of the reinforced structures. The corrosion is accompanied by an expansion of the corrosion products causing high pressures, concrete cracking and finally spalling of a cover layer. Critical chloride concentration, loss of alkalinity and modeling of the steel corrosion are in researchers' spotlight for decades, however reinforcement corrosion in alkali activated materials is insufficiently described and understood yet. In this work, the steel reinforcement corrosion in alkali-activated fly ash mortars is investigated in terms of electrochemical behaviour of the reinforced mortars exposed to aggressive environments such as leaching, carbonation and chloride ingress. A selected geopolymer mixture based on hard coal fly ash activated with sodium hydroxide and sodium silicate solutions is used for the steel reinforcement-corrosion experiments. The formation of passive layer on the steel rebars is observed after approx. two weeks of hardening at laboratory temperature. However, alternative heat-treatment at 80°C for several hours leads to immediate formation of the passive layer as well as to a faster strength gain (80 MPa after 24h at 80°C). Chloride-induced corrosion, leaching and carbonation resistance of the alkali activated fly ash-based concrete is studied, where leaching in deionized water or carbonation under natural conditions (~0.04 % CO2) for 300 days did not lead to corrosion of the embedded steel. On the other hand, accelerated carbonation under 100 % CO2 atmosphere lead to depassivation within two weeks. T2 - Alkali Activated Materials and Geopolymers CY - Tomar, Portugal DA - 27.05.2018 KW - Alkali-activation KW - Reinforcement corrosion KW - Carbonation KW - Chloride attack KW - Leaching PY - 2018 AN - OPUS4-47446 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr T1 - Additive manufacturing of geopolymers by local laser curing N2 - For the additive manufacturing of large components typically powder-based methods are used. A powder is deposited layer by layer by means of a recoater, then, the component structure is printed into each individual layer. We introduce here the new method of local laser drying, which is a suspension-based method specially developed for the manufacturing of large voluminous ceramic parts. The structure information is directly written into the freshly deposited layer of suspension by laser drying. Initially, the technology was developed for ceramic suspensions, however, first experiments with geopolymers reveal a high potential for this class of materials. Metakaolin, fly ash and lithium aluminate-based one-part geopolymers were used in first experiments. The local annealing of the geopolymer slurry results in a drying and crosslinking reaction and, thus, in a local consolidation of the material. First parts made are introduced and their properties are discussed. T2 - CIMTEC 2018 CY - Perugia, Italy DA - 04.06.2018 KW - Additive manufacturing KW - Laser curing KW - Geopolymers PY - 2018 AN - OPUS4-47447 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sturm, Patrick A1 - Gluth, Gregor A1 - Simon, Sebastian A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - The effect of heat treatment on the mechanical and structuralproperties of one-part geopolymer-zeolite composites N2 - This contribution presents the results of structural and compressive strength investigations on cured andhigh-temperature treated silica-based one-part geopolymer-zeolite composites. The specimens weresynthesized from two different silica sources, sodium aluminate and water. The phase content as well asthe compressive strength of the cured composites varied depending on the starting mix-design and thesilica feedstock. Besides geopolymeric gel, A-type zeolites and hydrosodalites were the major reactionproducts. One of the silica feedstocks yielded significantly higher compressive strength (19 MPa), whilethe other one appears to cause less variation in phase content. Strength testing indicated an improvementon heating up to 200–400 °C (28 MPa) followed by a moderate decrease up to 700 °C. Above 700 °C the sys-tems underwent new phase formation and shrinkage (volume decrease) deformations. After exposureat 1000 °C the different mixes consisted of a mix of several stuffed silica phases, almost pure hexago-nal nepheline or amorphous phase. Depending on the mix-design, the onset temperature of the hightemperature phase transformations varied. KW - Geopolymers KW - Zeolites KW - Alkali-activation KW - High-temperature treatment KW - Thermal behavior KW - Nepheline PY - 2016 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040603116300855 DO - https://doi.org/10.1016/j.tca.2016.04.015 SN - 0040-6031 VL - 635 SP - 41 EP - 58 PB - Elsevier Science CY - Amsterdam, Netherlands AN - OPUS4-35967 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mundra, S. A1 - Furcas, F. E. A1 - Huthwelker, T. A1 - Simon, Sebastian A1 - Borca, C. N. A1 - Provis, J. L. A1 - Gluth, Gregor T1 - Kinetics of Sulfide Oxidation in alkaline solutions studied by X-ray absorption near-edge structure spectroscopy N2 - The oxidation of sulfur in aqueous solutions is an important process in several geochemical and industrial contexts. In concrete technology, it is particularly relevant for the protection of steel reinforcement in slag cement-based concretes, as the presence of sulfides affects the passivation of the steel and corrosion initiation in the presence of chlorides. However, the knowledge about the kinetics of sulfide oxidation in alkaline solutions, such as concrete pore solutions, is incomplete. To address this issue, we prepared solutions with 0.80 M NaOH, and nominally 10, 100 and 350 mM HS−, respectively, and followed the evolution of the sulfur species during bubbling with oxygen-containing gas (concentration 100% or 22%) using X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy at the sulfur K-edge. Polysulfide, thiosulfate, sulfite and sulfate were identified and quantified via linear combination fitting of the spectra, using previously measured standards. A preliminary analysis of the results shows that the initial rate constant of sulfide oxidation depends strongly on the HS− concentration, while it less strongly depending on the oxygen concentration, in line with previous results for lower pH values. Approaches to fit the data to obtain the rate constants of all relevant reactions will be discussed. T2 - 41st Cement & Concrete Science Conference CY - Leeds, Great Britain DA - 12.09.2022 KW - XANES KW - Sulfide oxidation KW - Kinetics PY - 2022 SP - 1 EP - 3 PB - Institute of Materials, Minerals & Mining (IOM3) AN - OPUS4-55650 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr A1 - Rünger, M. A1 - Gluth, Gregor A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Alkali activated fly ash mortars: Identification of chloride transport coefficient for various mixture compositions N2 - The main objective of this work is to determine chloride migration coefficients for alkali activated fly ash-based mortars. The effect of various mixture composition is studied. The identified values will be used in simulations of chloride transport in the alkali-activated composites, mainly to determine a critical time span of exposition to chlorides causing corrosion of reinforcement. Rapid chloride migration experiments (RCM) are performed on cylindrical specimens, 100 mm diameter, 50 mm height. Low voltage electric field (10–30 V DC) is applied as a driving force for the accelerated chloride penetration. The chloride front in the sample is identified according to NT Build 492 standard after given time of penetration (depending on the electrical current ~ 3 hours) on a fracture surface using silver nitrate solution. Further, accelerated diffusion experiments are performed in order to verify the migration coefficients obtained using RCM. The total chloride content is determined, and chloride profiles obtained on powder ground from separate layers of the specimen. T2 - EuroCoalAsh 2017 CY - Brno, Czech Republic DA - 06.02.2017 KW - Alkali activation KW - Fly ash KW - Chloride transport PY - 2017 SN - 978-80-214-5469-9 SP - 27 EP - 30 AN - OPUS4-39143 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eberwein, Robert T1 - Safety issues related to LNG transportation in a tunnel N2 - Transport of hazardous materials is multi-modal and international. All kinds of transportation modes can be used such as trucks, barges, trains, ships. In the previous work BAM, Delft University of Technology and TNO have identified that the decision-making process for the shipper depends from strategy, tactic and operational conditions. The tactical decision of shipping companies contains the routing for the hazardous materials. The comparison of routing possibilities for the identification of the best safety route needs a concept for the validation of the partial routes. In the first step validation aspects for partial routes will be analyzed in different accident scenarios with a truck in a tunnel. In the study we focused on regenerative liquefied natural gas (LNG), a cryogenic liquefied substance with a temperature of -161°C. There are different possibilities of the LNG release which will be analysed and the consequences will be estimated. T2 - 5th SAF€RA Symposium CY - Bilbao, Spanien DA - 18.05.2017 KW - LNG transportation PY - 2017 AN - OPUS4-40654 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Law, D. W. A1 - Sturm, Patrick A1 - Gluth, Gregor A1 - Gunasekara, C. ED - Valente, I. B. ED - Ventura Gouveia, A. ED - Dias, S. S. T1 - Effect of Curing Temperature on the Alkali Activation of German Brown Coal Fly Ash N2 - Due to environmental concerns regarding the use of Portland cement as the principal binder material in concrete and mortar it is imperative to identify alternative materials that could reduce the carbon footprint of the construction industry. One alternative to address these issues is the use of alkali activated materials, in particular, when based on waste streams that currently have no or only limited industrial application. This paper reports a preliminary study into the synthesis of geopolymer mortar utilizing Brown Coal Fly Ash. The ash had a CaO content of ~39%, indicating that synthesis at ambient or low temperature may be feasible. The paper reports initial trials on the effect of curing temperature, ambient to 120 °C, on the mechanical properties of the mortars produced. The results showed that ambient cured mortar achieved a compressive strength of 6.5 MPa at 3 days. A curing temperature of 60 °C gave the optimum results with a compressive strength of almost 20 MPa and a flexural strength of 3.5 MPa obtained. T2 - 3rd RILEM Spring Convention and Conference (RSCC 2020) CY - Guimarães, Portugal DA - 10.03.2020 KW - Alkali-activated materials KW - Brown Coal Fly Ash KW - Lignite Coal PY - 2021 SN - 978-3-030-76550-7 SN - 978-3-030-76551-4 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-76551-4_7 SP - 69 EP - 77 PB - Springer CY - Cham AN - OPUS4-53072 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Greiser, Sebastian T1 - 29Si-27Al NMR to verify and distinguish Qn(mAl) sites in zeolites and geopolymers N2 - One-part-geopolymers, produced by addition of water to a mixture of solid silica and sodium alumi-nate, are a less exhaustively studied approach to form geopolymeric binders. Depending on the silica source, the reaction products show significant amounts of zeolite Na-A besides amorphous compounds. Previously, 29Si MAS NMR has been used to analyze the chemical structure of such one-part geopolymers, having crystalline structures and amorphous phases (Q2, Q3, Q4). In this work, pure zeolites and three different one-part-geopolymers cured for 1 day were investigated by 29Si-27Al TRAPDOR NMR. It was used to identify aluminum phases in overlapping silicon sites. Zeolites Na-X (Si/Al=1.4) and Na-Y (Si/Al=2.7) served as model systems to measure the TRAPDOR effect of the structural units Q4(mAl). Both materials show several Q4(mAl) signals, which are all separated by their chemical shifts. The more aluminum surrounds the silicon tetrahedron the higher are the normalized TRAPDOR difference signals (S0/∆S). The intensity ratios between Q4(mAl) to Q4({m-1}Al) of these signals is fixed but vary slightly between both zeolites. These results are transferred to the complex geopolymer structure. T2 - 57th Experimental nuclear magnetic resonance conference CY - Pittsburgh, PA, USA DA - 10.04.2016 KW - NMR KW - 29Si-27Al TRAPDOR MAS KW - Geopolymer KW - One-part formulation KW - Rice husk ash PY - 2016 AN - OPUS4-35864 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor T1 - RILEM TC 281-CCC WG6 - Carbonation of alkali-activated concrete: preliminary results N2 - Preliminary results of RILEM TC 281-CCC Working Group 6 'Carbonation of alkali-activated concrete' are presented. T2 - 74th RILEM Annual Week & 40th Cement and Concrete Science Conference CY - Online meeting DA - 31.08.2020 KW - Alkali-activated materials KW - Carbonation PY - 2020 AN - OPUS4-51199 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Liehr, Sascha A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed humidity sensing in PMMA optical fibers at 500 nm and 650 nm wavelengths N2 - Distributed measurement of humidity is a sought-after capability for various fields of application, especially in the civil engineering and structural health monitoring sectors. This article presents a method for distributed humidity sensing along polymethyl methacrylate (PMMA) polymer optical fibers (POFs) by analyzing wavelength-dependent Rayleigh backscattering and attenuation characteristics at 500 nm and 650 nm wavelengths. Spatially resolved humidity sensing is obtained from backscatter traces of a dual-wavelength optical time domain reflectometer (OTDR). Backscatter dependence, attenuation dependence as well as the fiber length change are characterized as functions of relative humidity. Cross-sensitivity effects are discussed and quantified. The evaluation of the humidity-dependent backscatter effects at the two wavelength measurements allows for distributed and unambiguous measurement of relative humidity. The technique can be readily employed with low-cost standard polymer optical fibers and commercial OTDR devices. KW - Optical fiber sensor KW - Humidity sensor KW - Distributed sensor KW - Polymer optical fiber KW - Rayleigh scattering PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-396363 UR - http://www.mdpi.com/1424-8220/17/4/738 DO - https://doi.org/10.3390/s17040738 SN - 1424-8220 VL - 17 IS - 4 SP - Article 738, 1 EP - 12 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-39636 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Launert, B. A1 - Rhode, Michael A1 - Kromm, Arne A1 - Pasternak, H. A1 - Kannengießer, Thomas ED - Olden, T.-M. ED - Muransky, O. ED - Edwards, L. T1 - Residual stress influence on the flexural buckling of welded I-girders N2 - The nonlinear analysis became a common tool to precisely assess the load-bearing behavior of steel beam and column members. The failure level is significantly influenced by different types of imperfections, among geometric also structural imperfections (residual stresses). Here are still gaps in the knowledge. Nowadays, 3-D welding simulation developed to a level where it could provide reliable estimation of weld-induced distortion and residual stresses. Nevertheless, modelling and computational effort are still in a less practicable range. In this study a simplified procedure to implement residual welding stresses in continuous large scale members is proposed and the influence on the ultimate limit state of slender members in compression is evaluated for two common structural steel grades. The results showed significant improvements in the utilization of load bearing capacity compared with simplified design methods. The comparatively general approach in this study offers potential for future optimization. T2 - ICRS 2016 - 10th International Conference on Residual Stresses CY - Sydney, Australia DA - 03.07.2016 KW - Stability Design KW - Finit Element Method KW - 2-D Welding Simulation KW - Inherent Strain KW - Plasticity-based Analysis PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-389210 SN - 978-1-94529117-3 SN - 978-1-94529117-6 DO - https://doi.org/10.21741/9781945291173-19 SN - 2474-395X VL - 2 SP - 109 EP - 114 PB - Materials Research Forum LLC CY - Millersville (PA), USA AN - OPUS4-38921 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Benseghier, Z. A1 - Luu, L.-H. A1 - Bonelli, S. A1 - Delenne, J.-Y. A1 - Radjai, F. A1 - Philippe, P. T1 - Numerical insight into the micromechanics of jet erosion of a cohesive granular material N2 - Here we investigate the physical mechanisms behind the surface erosion of a cohesive granular soil induced by an impinging jet by means of numerical simulations coupling fluid and grains at the microscale. The 2D numerical model combines the Discrete Element and Lattice Boltzmann methods (DEM-LBM) and accounts for the granular cohesion with a contact model featuring a paraboloidal yield surface. Here we review first the hydrodynamical conditions imposed by the fluid jet on a solid granular packing, turning then the attention to the impact of cohesion on the erosion kinetics. Finally, the use of an additional subcritical debonding damage model based on the work of Silvani and co-workers provides a novel insight into the internal solicitation of the cohesive granular sample by the impinging jet. T2 - 8th International Conference on Micromechanics on Granular Media CY - Montpellier, France DA - 03.07.2017 KW - Micromechanical modelling KW - LBM-DEM KW - Jet erosion KW - Granular cohesion KW - Subcritical debonding PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-411186 DO - https://doi.org/10.1051/epjconf/201714015017 VL - 140 SP - Paper 15017, 1 EP - Paper 15017, 4 PB - The European Physical Journal (EPJ) - Web of Conferences AN - OPUS4-41118 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Brunier-Coulin, F. A1 - Sarrat, J.-L. A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Philippe, P. T1 - Experimental investigation of impinging jet erosion on model cohesive granular materials N2 - Erosion of soils affects both natural landscapes and engineering constructions as embankment dams or levees. Improving the safety of such earthen structures requires in particular finding out more about the elementary mechanisms involved in soil erosion. Towards this end, an experimental work was undertaken in three steps. First, several model materials were developed, made of grains (mostly glass beads) with solid bridges at particle contacts whose mechanical yield strength can be continuously varied. Furthermore, for most of them, we succeeded in obtaining a translucent system for the purpose of direct visualization. Second, these materials were tested against surface erosion by an impinging jet to determine a critical shear stress and a kinetic coefficient. Note that an adapted device based on optical techniques (combination of Refractive Index Matching and Planar Laser Induced Fluorescence) was used specifically for the transparent media. Third, some specifically developed mechanical tests, and particularly traction tests, were implemented to estimate the mechanical strength of the solid bridges both at micro-scale (single contact) and at macro-scale (sample) and to investigate a supposed relationship with soil resistance to erosion. T2 - 8th International Conference on Micromechanics on Granular Media CY - Montpellier, France DA - 03.07.2017 KW - Erosion onset KW - Experimental testing KW - Cohesive granular media KW - RIM-PLIF techniques PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-411215 DO - https://doi.org/10.1051/epjconf/201714008002 VL - 140 SP - Paper 08002, 1 EP - Paper 08002, 4 PB - The European Physical Journal (EPJ) - Web of Conferences AN - OPUS4-41121 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kromm, Arne A1 - Rhode, Michael A1 - Launert, B. A1 - Dixneit, Jonny A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Pasternak, H. ED - Olden, T.-M. ED - Muransky, O. ED - Edwards, L. T1 - Combining sectioning method and X-ray diffraction for evaluation of residual stresses in welded high strength steel components N2 - Residual stresses and distortions in welded I-girders for steel construction are relevant when evaluating the stability of steel beams and column members. The application of high strength steels allows smaller wall thicknesses compared to conventional steels. Therefore, the risk of buckling has to be considered carefully. Due to the lack of knowledge concerning the residual stresses present after welding in high strength steel components conservative assumptions of their level and distribution is typically applied. In this study I-girders made of steels showing strengths of 355 MPa and 690 MPa were welded with varying heat input. Due to the dimension of the I-girders and the complex geometry the accessibility for residual stress measurement using X-ray diffraction was limited. Therefore, saw cutting accompanied by strain gauge measurement has been used to produce smaller sections appropriate to apply X-ray diffraction. The stress relaxation measured by strain gauges has been added to residual stresses determined by X-ray diffraction to obtain the original stress level and distribution before sectioning. The combination of both techniques can produce robust residual stress values. From practical point of view afford for strain gauge application can be limited to a number of measuring positions solely to record the global amount of stress relaxation. X-ray diffraction can be applied after sectioning to determine the residual stresses with sufficient spatial resolution. T2 - ICRS 2016 - 10th International Conference on Residual Stresses CY - Sydney, Australia DA - 03.07.2016 KW - Welding KW - Residual Stress KW - Sectioning Method KW - X-Ray Diffraction KW - Component Testing PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-389206 SN - 978-1-94529117-3 SN - 978-1-94529117-6 DO - https://doi.org/10.21741/9781945291173-28 SN - 2474-395X VL - 2 SP - 163 EP - 168 PB - Materials Research Forum LLC CY - Millersville (PA), USA AN - OPUS4-38920 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Herbst, Tristan T1 - Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk N2 - Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse (KWA) mit der Erweiterung um das Gesamtwirksamkeitswert-Kosten-Verhältnis. Hiermit können sowohl monetäre als auch nicht monetäre Effekte beurteilt werden. Ausgangspunkt der KWA ist ein klar definiertes Zielsystem. Im vorliegenden Fall wurden aus der EU-Abfallrahmenrichtlinie, dem Kreislaufwirtschaftsgesetz und der EU-Bauproduktenverordnung die vier Generalziele „Mensch und Umwelt“, „Ressourcenschonung“, „Ausreichende Materialqualität“ sowie „Wirtschaftlichkeit“ abgeleitet. Die Generalziele "Mensch und Umwelt" und "Ressourcenschonung" wurden weiter in Hauptziele, Ziele und Unterziele unterteilt. Die Quantifizierung und Beurteilung dieser beiden Generalziele erfolgt im Rahmen der Wirksamkeitsanalyse. Zur Quantifizierung der abstrakten Ziele wurden konkrete und messbare Zielkriterien ausgewählt, die üblicherweise bei der Ökobilanzierung und sozialorientierten Betrachtungen verwendet werden, z. B. Umweltauswirkungen, Material- und Energieverbrauch. Nach Ermittlung einer Gesamtwirksamkeit und den anfallenden Kosten für jedes Szenario wird das Gesamtwirksamkeit-Kosten-Verhältnis je Szenario errechnet. Dieses Verhältnis bildet die Grundlage für die abschließende Reihung der untersuchten Szenarien entsprechend ihrer nachhaltigkeitsbezogenen Wertigkeit im Sinne der europäischen und deutschen Kreislaufwirtschaft. Mit dem Konzept wird zukünftigen Nutzern eine strukturierte und methodische Bewertungsgrundlage als Planungsinstrument für Abbruchprojekte an die Hand gegeben. Gleichzeitig werden die Nutzer für bestehende Gestaltungsvarianten für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk sowie für die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Mauerwerkbruch sensibilisiert. T3 - BAM Dissertationsreihe - 151 KW - Nachhaltigkeit KW - Kosten- und Wirksamkeitsanalyse KW - Mauerwerkbruch KW - Abbruch KW - Aufbereitung PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-384853 SN - 978-3-9817853-8-8 SN - 1613-4249 VL - 151 SP - 1 EP - 146 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-38485 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Drzymala, Sarah T1 - Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products N2 - Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine chemistry (DCHC) to be the most suitable approach. Thus, an automated solid phase extraction (SPE) coupled online to high performance liquid chromatography (HPLC) was developed with the novelty of a covalent SPE step comprising the DCHC principle. The automated online system allows an accurate, selective and reliable quantification of ZEN in edible oils in compliance with EU performance criteria while significantly reducing workload and thereby personnel costs. In contrast to ZEN, reference standards and analytical methods are missing for cis- ZEN which causes a lack of data on the occurrence, fate and risks of cis-ZEN. Therefore, a native and an isotopically labeled cis-ZEN standard were synthesized and implemented in an existing stable isotope dilution analysis HPLC tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) method. Using this method, a large extent of cis-ZEN formation was observed for ZEN contaminated maize germ oils when exposed to daylight which confirms that cis-ZEN can be a relevant food contaminant and should be considered in the analysis of food and feed. Furthermore, this work investigated the in vitro phase I metabolism of ZEN and cis-ZEN in rat and human liver microsomes by using HPLC-MS and -MS/MS analyses. The metabolic pathways of cis-ZEN were found to be essentially similar to ZEN including reduction and oxidation reactions generating α- and β-cis- zearalenol as well as 13- and 15-OH-cis-ZEN. A previously unidentified oxidative metabolic pathway for both isomers of ZEN results in the formation of cis-ZEN-11,12-oxide and ZEN-11,12-oxide in human liver microsomes. The estrogenicity of cis-ZEN and its reductive metabolites was assessed using the E-Screen assay. cis-ZEN proved to be slightly more estrogenic than ZEN. Biotransformation of cis-ZEN to β-cis-ZEL corresponds to a detoxification, whereas metabolism to α-cis-ZEL resembles a metabolic activation as its estrogenicity considerably exceeds that of cis-ZEN. The catecholic metabolites can be expected to show a decreased estrogenicity as demonstrated for 15-OH- ZEN. Independent of the estrogenic effects, the catecholic and epoxidic metabolites identified in this work can be expected to act genotoxic and carcinogenic. The epoxides in particular could fundamentally change the widely accepted view of ZEN causing adverse effects exclusively through endocrine disrupting actions. T3 - BAM Dissertationsreihe - 152 KW - Hydrazinchemie KW - Isotopenstandard KW - SPE-HPLC Automatisierung KW - Zearalenon KW - Isomerisierung PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-386016 SN - 978-3-9817853-9-5 SN - 1613-4249 VL - 152 SP - 1 EP - 160 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-38601 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tang, S. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Klack, Patrick A1 - Qian, Lijun A1 - Dong, Y. A1 - Schartel, Bernhard T1 - Enhanced flame-retardant effect of montmorillonite/phosphaphenanthrene compound in an epoxy thermoset N2 - A phosphaphenanthrene and triazinetrione group containing flame retardant (TAD) is combined with organically modified montmorillonite (OMMT) in epoxy resin thermosets (EP) to improve the performance of the flame-retardant system. When only 1 wt% OMMT/4 wt% TAD is introduced into the EP, the limited oxygen index (LOI) rises from 26% to 36.9% and a V-0 rating is achieved in a UL 94 test. The decomposition and pyrolysis products in the gas phase and condensed phase were characterized using thermogravimetry-Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR). The influence on the decomposition of EP, such as the increase in char yield, is limited with the incorporation of OMMT; a large amount of the phosphorus is released into the gas phase. The flame-retardant effect evaluation based on cone calorimeter data testified that OMMT improves the protective-barrier effect of the fire residue of OMMT/TAD/EP on the macroscopic scale, while TAD mainly causes flame inhibition. The fire residues showed a corresponding macroscopic appearance (digital photo) and microstructure (scanning electron microscope [SEM] results). The protective barrier effect of OMMT and the flame-inhibition effect of TAD combined to exert a superior flame-retardant effect, resulting in sufficient flame-retardant performance of OMMT/TAD/EP KW - Flame retardant KW - Nanocomposite KW - DOPO KW - Thermoset KW - Epoxy resin KW - TG-FTIR PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-388865 DO - https://doi.org/10.1039/c6ra25070j SN - 2046-2069 VL - 7 IS - 2 SP - 720 EP - 728 AN - OPUS4-38886 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Abraham, O. A1 - Mooney, M. T1 - Geophysical methods in civil engineering: Overview and new concepts N2 - Geophysical methods have been used in civil engineering for decades. The main field of application is - to no surprise – in geotechnical projects from site characterization to foundation quality assurance. For more than 25 years, ground penetrating radar (GPR) and seismic methods have found applications in structural engineering. Recently introduced geophysical methods have been adopted to ultrasonic investigations in various fields. They help to improve the quality of structural imaging and to detect small changes in concrete. An overview of the history and current use of geophysics in civil engineering is given. Selected examples of new concepts include advances in wave based imaging, quality assurance for foundations, detecting small changes in concrete as well as moisture and corrosion detection are discussed. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Nondestructive testing KW - Civil engineering KW - Geophysics PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-344666 UR - https://www.ndt.net/?id=18260 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 6 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34466 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mayer, K. A1 - Krause, Martin A1 - Ibrahim, M. A1 - Schubert, Marcus T1 - Requirements for a Small Size Ultrasonic Imaging System for Inspection of Concrete Elements N2 - Ultrasonic imaging systems usually require an array of ultrasonic transducers for data acquisition on a wide area on top of an object under investigation. The goal of an imaging algorithm is the use of reflected ultrasound data to form a recognizable image. Conventional algorithms like SAFT are based on an inverse Huygens' principle and need therefore a dense measurement grid. This requires a big effort in data capturing. For simple and inexpensive measurement different strategies of imaging with reduced amount of data and examples with a manual scanning device on concrete elements are presented. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing 2016 CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - NDT-CE KW - Ultrasonic echo KW - SAFT PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-388548 SP - 1245 EP - 1254 PB - DGZfP CY - Bad Breising, Germany AN - OPUS4-38854 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Philippe, P. A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Brunier-Coulin, F. A1 - Luu, L.-H. A1 - Benahmed, N. A1 - Bonelli, S. A1 - Delenne, J.-Y. T1 - Physics of soil erosion at the microscale N2 - We focus here on the major and still relevant issue of soil erosion by fluid flows, and more specifically on the determination of both a critical threshold for erosion occurrence and a kinetics that specifies the rate of eroded matter entrainment. A state-of-the-art is first proposed with a critical view on the most commonly used methods and erosion models. It is then discussed an alternative strategy, promoting the use of model materials that allow systematic parametric investigations with the purpose of identifying more precisely the local mechanisms responsible for soil particle erosion and ultimately quantifying both critical onsets and kinetics, possibly through existing or novel empirical erosion laws. Finally, we present and discuss several examples following this methodology, implemented either by means of experiments or numerical simulations, and coupling erosion tests in several particular hydrodynamical configurations with wisely selected mechanical tests. T2 - 8th International Conference on Micromechanics on Granular Media CY - Montpellier, France DA - 03.07.2017 KW - Erosion phenomena KW - Onset of jet erosion KW - LBM-DEM numerical simulation KW - Experimental testing KW - PLIF-RIM optical techniques PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-411198 DO - https://doi.org/10.1051/epjconf/201714008014 VL - 140 SP - Paper 08014, 1 EP - Paper 08014, 4 PB - The European Physical Journal (EPJ) - Web of Conferences AN - OPUS4-41119 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Daum, Werner A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Brandes, K. A1 - Kubowitz, P. ED - Curbach, M. ED - Opitz, H. ED - Scheerer, S. ED - Hampel, T. T1 - Erweiterte Strukturabbildung von Brücken mit adaptiven mathematischen Modellen zur Lösung aktueller noch ungelöster Probleme N2 - Health monitoring von größeren Strukturen erfordert die Betrachtung der gesamten Struktur, indem sowohl jener Bereich, der experimentell behandelt wird, als auch derjenige, der einer analytischen mechanischen Untersuchung unterzogen wird, in einem Gesamtzusammenhang erfasst wird. Die umfassende Behandlung des Problems gelingt dann in einer Gesamtmatrix, die im Beitrag vorgestellt wird. Auf eine Erweiterung der Methode zur Detektierung anwachsender Schädigungen wird hingewiesen. KW - Structural Health Monitoring KW - Schadensdetektion KW - Adaptives mathematisches Modell PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-201229 SN - 1613-6934 VL - Konstruktiver Ingenieurbau Dresden IS - 43 SP - 183 EP - 188 PB - Institut für Massivbau, TU Dresden CY - Dresden AN - OPUS4-43371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Daus, Lars-Hendrik A1 - Korzen, Manfred A1 - Schartel, Bernhard T1 - High-throughput fire tests and weathering-induced degradation behaviour of intumescent coatings N2 - In this work, the weathering-induced degradation of intumescent coatings was investigated by a systematic and comprehensive approach. A mechanism is revealed that is proposed to be responsible for the loss of function of intumescent coatings induced by weathering. First, the thermal decomposition of artificially weathered intumescent coatings was examined. To get a better understanding of the weathering and ageing phenomena, the degradation behaviour of the single ingredients during the weathering process was investigated, as well as their chemical and physical interactions. For the systematic approach, the materials that are essential for intumescence (ammonium polyphosphate, pentaerythritol, titanium dioxide, melamine and the binder) are treated with moisture, elevated temperature and UV radiation. Thermogravimetry (TG) and IR spectroscopy were used to compare the initial samples with their different grades of weathering. We demonstrate that ammonium polyphosphate, melamine and the binder are mainly responsible for the ageing process. Further, it was demonstrated that TG and IR spectroscopy are suitable measuring methods to detect the effects of weathering on intumescent coatings. Finally, a small-scale fire test procedure is introduced. Based on the reduction of the sample size, up to 50 samples can be tested in a single fire test. The results of this fire test have the same quality as the results from standard intermediate fire tests corresponding to DIN 4102-8. T2 - 3rd European Symposium on Fire Safety Science CY - Nancy, France DA - 12.09.1018 KW - Weathering KW - Intumescent coatings KW - High-Throughput Fire Tests PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-472023 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1107/3/032014/pdf DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/1107/3/032014 VL - 1107 SP - 032014 PB - IOP Publishing CY - Bristol AN - OPUS4-47202 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erhard, Anton A1 - Goedecke, Thomas A1 - Menrad, Andreas A1 - Bethke, John T1 - Application of nondestructive testing - Methods for packaging examination N2 - Nondestructive testing (NDT) methods are applicable in many ways for defect detection as well as optimization of packaging production processes. The visual inspection method is the technique which is mostly used, although neither the customer nor a skilled inspector may be aware of this. Techniques like ultrasound for wall thickness measurement, the application of x-ray techniques or the use of dye penetrant techniques for crack detection are rather well known to the NDT family. However, acoustic emission techniques can also be helpful for the characterization of packaging materials. In this paper the employment of x-ray computer tomography (CT) for measurement of wall thickness in plastic jerrycans, especially on the edges, and its possible optimization of production processes will be discussed. A comparison of the CT and ultrasonic examinations of wall thickness and the reliability of this measured data are also important points for the discussion, especially if some safety factors can be derived from the results. The leakage test is also good for jerrycans, IBCs or other kinds of drums for the transportation and storage of dangerous goods. The disadvantage of this kind of test is that a lack of quality, e.g. wall thickness deterioration, cannot be detected if the wall thickness withstands the internal pressure. Therefore, especially for Quality assurance, the other, previously mentioned techniques are better for a statistical assessment of a batch. This paper is focused on the comparison of different NDT results with special emphasis on the large range of material mechanical properties. T2 - 25th IAPRI Symposium on Packaging CY - Berlin, Germany DA - 16.05.2011 KW - Materialeigenschaft KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Computertomographie KW - Kunststoffbehälter PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-239191 SN - 978-3-940283-31-3 VL - 126 SP - 1 EP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-23919 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Dey, Anika A1 - Pohl, Rainer A1 - Thomas, Hans-Martin T1 - 'Verortung' der Prüfergebnisse bei der ZfP an Eisenbahnschienen N2 - Das Schienennetz der DB und anderer Bahngesellschaften wird regelmäßig mit Schienenprüfzügen inspiziert. Die mit den Prüfzügen aufgenommenen Messdaten werden offline zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet. Um Prüfbefunde manuell nachprüfen und ggf. Reparaturmaßnahmen einleiten zu können, ist eine möglichst exakte Zuordnung der Befunde zum Prüfort notwendig. Theoretisch ist jeder Ort des Schienennetzes durch Streckennummer, Richtungskennzahl und Kilometrierung exakt beschrieben. In der Praxis treten jedoch bei der Zuordnung diverse Probleme auf: Die Kilometrierung wird während der Prüfung manuell erfasst, indem die Beschriftung der Kilometer- bzw. Hektometertafeln in das Prüfsystem eingegeben und deren Position beim Vorbeifahren per Tastendruck in die Messdaten 'eingeblitzt' wird. Die Hektometertafeln stehen jedoch nicht an der aufgedruckten Position, sondern sind am nächstgelegenen Mast montiert. Dagegen ist die Ungenauigkeit des manuellen 'Einblitzens' vernachlässigbar. Außerdem ist die Kilometrierung nicht immer eindeutig, da nach Umbaumaßnahmen Kilometersprünge (sowohl fehlende als auch doppelte Kilometer) auftreten können. Abhilfe verspricht der Einsatz des satellitengestützten GPS, vorausgesetzt, die Strecken sind exakt vermessen. Um eine ausreichende Positionsgenauigkeit auch bei schlechten Empfangsbedingungen zu erreichen, ist jedoch ein erheblicher Aufwand notwendig. Die Positionsgenauigkeit eines Standard-GPS-Empfängers genügt hier nicht. Es wird ein Verortungssystem hoher Positionsgenauigkeit auf der Basis des GPS vorgestellt, das sich derzeit in der Erprobung befindet. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Verortung KW - GPS PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-252802 SN - 978-3-940283-33-7 IS - DGZfP-BB 127 (P85) SP - 1 EP - 5 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-25280 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Wolf, Julia A1 - Mielentz, Frank A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Using embedded ultrasonic sensors for active and passive concrete monitoring N2 - Challenging new constructions and ageing infrastructure are increasing the demand for permanent monitoring of loads and condition. Various methods and sensors are used for this purpose. But the technologies available today have difficulties in detecting slowly progressing locally confined damages. Extensive investigations or instrumentations are required so far for this purpose. In this study we present new sensors and data processing methods for ultrasonic transmission, which can be used for non-destructive long term monitoring of concrete. They can be mounted during construction or thereafter. Larger volumes can be monitored by a limited number of sensors for changes of material properties. The principles of ultrasonic transmission and influencing factors are presented. This latter include load, damages as well as environmental parameters as temperature or moisture. Various methods for data processing, e. g. coda wave interferometry are introduced. They allow the detection of very small changes in the medium. The embedded sensors are shown including mounting and operation. Application examples so far include small scale laboratory freeze-thaw experiments, localizing loads in larger concrete models, monitoring load effects on real structures as well as detecting acoustic events. Some sensors are operating already for several years. The sensors can be used as transmitter or receivers or switched between both roles. While most of the previous experiments have been active (at least one sensor serving as transmitter), new studies show that the sensors are useful as well for passive measurements, e. g. in acoustic emission or time reversal experiments. Besides application in civil engineering our setups can also be used for model studies in geosciences. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - SHM KW - Monitoring KW - Ultrasound concrete KW - Embedded sensors PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-344652 UR - http://www.ndt.net/?id=18408 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 4 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34465 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fiedler Bremer, C. A1 - Scholz, R. A1 - Myslicki, S. A1 - Starke, P. A1 - Boller, C. A1 - Walther, F. A1 - Krause, Martin T1 - NDT-based characteriazation of timber and vulcanized fiber for civil infrastructure N2 - The paper addresses beech wood as well as vulcanized fiber and discusses the results obtained when using acoustic emission and thermography as non-destructive testing techniques along tensile and load increase fatigue tests to characterize the wooden material’s behavior under increasing fatigue loads to get enhanced information regarding the fatigue behavior of both materials. Reference is mainly made to the materials’ anisotropic and microstructural behavior and what implications this has with respect to the materials’ strength. The influence of moisture is discussed, as well as parameters that may deserve monitoring in the sense of structural health monitoring to be applied in timber structures in general. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Ermüdung KW - Belastungsversuch KW - Thermographie KW - ZfP KW - Timber PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-346377 UR - https://www.ndt.net/?id=18419 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 11 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34637 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Mielentz, Frank A1 - Milmann, Boris A1 - Adam, Louisa A1 - Villalobos, S. A1 - Guimaraes, M. A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Detection of cracks perpendicular to the surface using acoustic methods N2 - Cracks perpendicular to the surface may be initial indicators for a deterioration process of concrete structures. Moisture penetrates inside the structure and transports adverse chemicals. The paper presents an investigation about the reliability of available commercial non-destructive evaluation techniques to reliably estimate the depth of surface-breaking cracks in reinforced concrete structures. Aim of the study was the investigation of surface-braking cracks under laboratory conditions. Commercial acoustic devices as impact echo equipment, single ultrasonic transducers and arrays were applied even if they have not been developed for this purpose. The commercial software and descriptions for application was followed strictly to compare the function, precision and repeatability of the measurements. Both, perpendicular notches and cracks have been considered. The study was completed with a discussion about reference specimens. The study was the basis for formulation of gaps in research. The Electric Power Research Institute (EPRI) has initiated and funded a Project. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Acoustic test KW - Commercial acoustic devices KW - Ultrasonic test KW - Crack depth KW - Concrete specimens PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-345729 UR - https://www.ndt.net/?id=18412 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 9 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34572 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Feldmann, Rüdiger A1 - Zoёga, Andreas A1 - Milmann, Boris A1 - Krause, Martin T1 - Ortung tiefliegender Bewehrung durch Ultraschall mit bildgebender Phasenauswertung N2 - Die Ortung von schlaffer Bewehrung in Beton erfolgt routinemäßig mit bildgebenden Radar- oder Wirbelstromverfahren. Die Anwendung dieser Verfahren ist aber begrenzt, wenn es sich um die Ortung tiefliegender Bewehrung (ab ca. 30 cm) oder um jungen Beton handelt. Grund ist die Schwächung der Radarpulse durch oberflächennahe Bewehrung oder durch die Betonfeuchte. Das bildgebende Ultraschallechoverfahren bietet den Vorteil, dass die Ultraschallpulse in diesen Fällen eine wesentlich höhere Eindringtiefe erreichen. Im vorliegenden Beitrag wird eine Fallstudie vorgestellt, bei der mehrlagig eingebrachte Bewehrungseisen in einer nur einseitig zugänglichen 60 cm dicken Betonplatte geortet werden sollten, um eine Kernbohrung ohne Verkanten der Bohrkrone durchzuführen. Zur Ortung der Bewehrung wurde das Ultraschallechoverfahren mitScherwellen der Mittenfrequenz 50 kHz mit einem automatisch arbeitenden Bauwerksscanner eingesetzt. Aus den flächig aufgenommenen Messdaten wurde mit der Rekonstruktionsrechnung nach dem Prinzip der synthetischen Apertur (SAFT, Synthetic Aperture Focusing Technique) die Position der Bewehrungseisen bildhaft ortsgenau dargestellt. Dies gelingt mit einer Auswertungsoption, bei der die Phase der reflektierten Ultraschallpulse ermittelt und farbcodiert dargestellt wird (Phasenauswertung). Damit lassen sich Reflexionen der Bewehrung eindeutig von eventuellen Fehlstellen oder Rückwandechos unterscheiden. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2014 CY - Berlin, Germany DA - 13.02.2014 KW - Ultraschallecho-Verfahren KW - SAFT KW - Bewehrung KW - Beton KW - Abbildungsverfahren PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-351056 UR - https://www.ndt.net/?id=15885 SN - 1435-4934 VL - 19 IS - 8 SP - 1 EP - 11 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-35105 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Völker, Christoph A1 - Shokouhi, P. T1 - Data aggregation for improved honeycomb detection in concrete using machine learning-based algorithms N2 - We present the results of several machine learning (ML)- inspired data fusion algorithms applied to multi-sensory nondestructive testing (NDT) data. Our dataset consists of Impact-Echo (IE), Ultrasonic Pulse Echo (US) and Ground Penetrating Radar (GPR) data collected on large-scale concrete specimens with built–in simulated honeycombing defects. The main objective is to improve the detectability of honeycombs by fusing the information from the three different sensors. We describe normalization, feature detection and optimal feature selection. We have used unsupervised and supervised ML, i.e., classification and clustering, for data fusion. We demonstrate the advantage of data fusion in reducing the false positives up to 10% compared to the best single sensor, thus, improving the detectability of the defects. The methods were evaluated on a concrete specimen. The effectiveness of the proposed approach was demonstrated on a separate full-scale concrete specimen. The results indicate the transportability of the conclusions from one specimen to the other. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Data fusion KW - Concrete evaluation KW - Honeycombing KW - Machine learning KW - Clustering PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-350968 UR - https://www.ndt.net/?id=18364 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-35096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rothbart, Nick A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Goldammer, M. A1 - Hohlstein, F. A1 - Koch, J. A1 - Kryukov, I. A1 - Mahler, G. A1 - Stotter, B. A1 - Oswald-Tranta, B. A1 - Sengebusch, M. T1 - A round robin test of flash thermography of CFRP and metal structures N2 - Within the scope of a DIN INS project, a flash thermography round robin test that evaluates reliability, comparability and efficiency of different testing situations is organized. The results give information about the detectability of defects e.g. by their size and depth, the evaluation method and by the materials used. Besides, the influence of equipment and parameters used by the participants on the results were analysed. All of the quantitative results as well as the feedback given by the participants will be presented in a DIN committee in order to contribute to a flash thermography standard. T2 - 7th International Symposium on NDT in Aerospace CY - Bremen, Germany DA - 16.11.2015 KW - Flash thermography KW - Round robin test KW - Metal KW - Flat bottom holes KW - SNR PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-351070 UR - https://www.ndt.net/?id=18921 SN - 1435-4934 VL - 21 IS - 4 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-35107 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lehmann, Jens A1 - Burkert, Andreas T1 - KorroPad - Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Oberflächen nichtrostender Stähle N2 - Mit dem KorroPad Verfahren ist es dem Anwender möglich den Zustand der Passivschicht nichtrostender Stähle auf sehr einfache und schnelle Weise einschätzen zu können. Das Verfahren eignet sich dazu, den Grad der Passivität in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen und der Zeit nachzuvollziehen. Dies ermöglicht dem Anwender und Verarbeiter von nichtrostenden Stählen, die Lagerungsbedingungen und –zeiten einer frisch bearbeiteten Stahloberfläche zu ermitteln, welche für die Ausbildung einer stabilen Passivschicht notwendig sind, bevor diese risikoarm eingesetzt werden kann. Wie die hier dargestellten Beispiele und auch weitere zahlreiche praktische Anwendungen gezeigt haben, eignet sich das KorroPad ebenfalls für die Identifikation kritischer Prozessparameter bei der Verarbeitung nichtrostender Stähle. Mit dem Verfahren lassen sich viele prozessbedingte Einflussfaktoren auf die Oberflächengüte wie auch auf den Werkstoff charakterisieren. Aufgrund der schnellen und einfachen Auswertung der Prüfergebnisse können positive wie auch negative Veränderungen hinsichtlich der Passivschichtstabilität zügig erkannt werden. Dies ermöglicht es dem Anwender schnell zu reagieren, um kritische Einflüsse zu korrigieren und um eine Optimierung von Inhouse-Prozessen durchzuführen. Weitere Einsatzgebiete sind im Bereich der Wareneingangs- und/oder Warenausgangskontrolle denkbar, überall wo es um die Frage der Passivschichtstabilität einer nichtrostenden Stahloberfläche geht. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose - Praktische Anwendungen Zerstörungsfreier Prüfungen und Zukunftsaufgaben CY - Berlin, Germany DA - 25.02.2016 KW - Korrosionsschnelltest, Nichtrostender Stahl, Passivschicht, KorroPad PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-355146 SN - 978-3-940283-77-1 VL - 157 SP - 1 EP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-35514 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Schneider, Uwe A1 - Goedecke, Thomas A1 - Kraume, M. T1 - Durchströmung von Glaskapillaren mit Lachgas und Helium N2 - Distickstoffmonoxid (N2O, Lachgas) und Helium (He) sind gängige Prüfgase für Dichtheitsprüfungen. Die einfachste Leckgeometrie stellt ein ideal zylindrisches Rohr dar. Es wurden Glaskapillaren verschiedener Abmessungen mit Lachgas und Helium durchströmt. Der Überdruck am Kapillareingang lag zwischen 100 mbar und 400 mbar. Es handelte sich um vier annähernd zylindrische Glaskapillaren mit den mittleren Durchmessern: Kapillare 1: ca. 102 μm; Kapillare 2: ca. 71 μm; Kapillare 3B: ca. 49 μm; Kapillare 4: ca. 53 μm. Zudem wurde eine nichtzylindrische Kapillare geprüft (Kapillare 3A). Die Kapillaren 1, 2 und 3B wurden mit beiden Prüfgasen getestet. Kapillare 3A wurde nur mit Lachgas durchströmt, Kapillare 4 nur mit Helium. Für die Messung der Leckageraten kam das Überdruckverfahren mit Ansammlung (Verfahren B3 nach DIN EN 1779: 1999-10) zum Einsatz. Als Detektor für Lachgas diente der Lachgasdetektor Maihak Unor 6 N, für Helium der Leckdetektor T-Guard der Firma Inficon. Es wurden verschiedene Theorieansätze verglichen. Beim Theorieansatz Ib erfolgte die Umrechnung der Lachgas-Messwerte auf die Helium-Messwerte und umgekehrt anhand der Druck-, Temperatur- und Gasartabhängigkeit der Leckagerate für laminar-viskose Gasströmung (DIN EN 1779: 1999-10; DGZfP-Richtlinie DP2: 2009-12). Beim Theorieansatz II wurde die Berechnung der Leckagerate für die laminar-viskose Rohrströmung unter der Annahme einer ideal zylindrischen Kapillare durchgeführt. Zusätzlich wurde mit „ANSYS Fluent“ eine CFD-Simulation vorgenommen. Bei Kapillare 3A wurde eine Serienschaltung der Strömungsleitwerte von Rohr und Düse angesetzt. Bei Anwendung des Ansatzes Ib werden bei Umrechnung der Helium-Messwerte auf Lachgas die Lachgas-Messwerte überschätzt. Umgekehrt werden bei der Umrechnung der Lachgas-Messwerte auf Helium die Helium-Messwerte unterschätzt. Bei Analyse der Einlauflängen der Rohrdurchströmung ist festzustellen, dass diese für Lachgas stets größer als für Helium sind. Bei Lachgas liegt daher für einige Messwerte noch keine ausgebildete laminare Rohrströmung vor. Einlaufeffekte können somit nicht vernachlässigt werden. Als Fazit ergibt sich, dass bei Verwendung von Helium als Prüfgas und Umrechnung der Helium-Messwerte auf Lachgas die Lachgas-Leckageraten sicherheitstechnisch konservativ abgeschätzt werden. T2 - 7. DGZfP-Fachseminar Dichtheitsprüfung und Lecksuche CY - Dortmund, Germany DA - 20.09.2016 KW - Laminare Strömung KW - Glaskapillaren KW - Lachgas KW - Helium PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-380965 UR - http://www.dgzfp.de/seminar/lecksuche/Pr%C3%A4sentationen SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-38096 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Millar, Steven A1 - Gottlieb, Cassian A1 - Wilsch, Gerd A1 - Eichler, Thorsten A1 - Bohling, C. A1 - Molkenthin, A. T1 - Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) - On-site investigatioons on a bridge with a mobile LIBS-system N2 - LIBS is on the step from a laboratory application to on-site analysis. A validated mobile LIBS-system for on-site application on building materials is under development at BAM in cooperation with industrial partners (system developers and companies), who will use this technique for investigation on building structures like bridges and parking decks. The system is designed to measure the content of harmful species like chlorine, sulfur or alkalis, to give the engineer a tool for the estimation of the condition of concrete structures and for quality assurance during concrete repair work on-site. In these work results of on-site measurements on a chloride contaminated bridge are shown. Further work will focus on providing guidelines to establish LIBS as a standard procedure for chemical investigations of building materials. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - LIBS KW - Chlorides KW - Sulfur KW - Alkalis KW - Corrosion KW - ASR KW - Chemical analysis KW - Chloride KW - Elementanalyse KW - Natrium KW - Baustoffuntersuchungen KW - Baustoffe KW - Dauerhaftigkeit KW - Messsysteme KW - Mobiles LIBS PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-345795 UR - http://www.ndt.net/?id=18296 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 5 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34579 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grothe, Sven T1 - Ultrasonic signal evaluation used to detect weather-related temperature changes in a concrete specimen N2 - Ultrasonic measurement evaluation methods have been proven to be effective for detection of subtle changes, caused by temperature, load or moisture. However, for its application outdoors it is necessary to analyse unavoidable influences, such as weather. Therefore an ultrasonic monitoring system with 40 ultrasonic sensors (20 transmitters, 20 receivers; 25 kHz central frequenzy) has been implemented on a concrete specimen (4×5×0.8m3), that is exposed to weather conditions. Data from 400 sensor combinations was collected over a period of six months with an interval of two hours. The data was evaluated by both qualitative (correlation techniques) and quantitative (ultrasonic velocity changes via Coda Wave Interferometry and time of flight method) evaluation methods and compared to the temperature changes caused by weather. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-346398 UR - https://www.ndt.net/?id=18336 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 4 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34639 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Bronsert, Jeffrey T1 - Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich N2 - Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte Scaled Boundary Finite Element Methode (SBFEM) verwendet, welche ein semi-analytisches Verfahren ist und die Abstrahlungsbedingung erfüllt. Da dieses Verfahren sowohl zeitlich als auch räumlich global ist, kann es mitunter für lange Simulationszeiten sehr aufwendig sein. Deshalb wurde es mittels der Methode der reduzierten Basisfunktionen und einer Linearisierung der Beschleunigungs-Einflussmatrix modifiziert, wodurch das Berechnungsverfahren effizienter gestaltet werden konnte. Anhand von zwei analytischen Lösungen aus der Bodendynamik konnte das modifizierte Verfahren der SBFEM validiert werden. Für ein Gleis auf homogenem Untergrund wurden mit Hilfe des gekoppelten FE-SBFE-Modells verschiedene Ergebnisse am Oberbau, im Boden und für die Ausbreitung von Erschütterungen berechnet, die sehr gut mit Ergebnissen aus der Literatur übereinstimmen. Zudem konnte das numerische Modell mit einer Schwingungsmessung an einer Schwelle eines realen Fahrwegs validiert werden. Unter Anwendung des gekoppelten FE-SBFE-Modells wurde ein Fahrweg mit Brückenbauwerk untersucht, wobei eine Beurteilung und Optimierung des Übergangsbereichs unter Verkehrslast hinsichtlich des Langzeitverhaltens im Vordergrund stand. Anhand von einfachen Bewertungskriterien, die als Indikatoren für das Langzeitverhalten dienen können, wurden verschiedene konstruktive Optimierungsmaßnahmen für den Brückenübergangsbereich diskutiert, wie zum Beispiel die Gestaltung eines Hinterfüllungsbereiches oder der Einsatz elastischer Elemente (Zwischenlagen, Besohlungen, Unterschottermatten) im Fahrweg. Das entwickelte numerische Modell für die Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung lässt sich ohne großen Aufwand auf weitere Problemstellungen von Übergangsbereichen erweitern, um spezifische konstruktive Optimierungsmaßnahmen zu untersuchen. T3 - BAM Dissertationsreihe - 157 KW - Brückenübergangsbereich KW - Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung KW - Gekoppeltes FE-SBFE-Modell PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-395784 SN - 978-3-9818270-6-4 SN - 1613-4249 VL - 157 SP - 1 EP - 140 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-39578 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon A1 - Chien, M. A1 - Bavendiek, F. A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Thermografische Schichtdickenbestimmung von Oberflächenschutzsystemen für Beton N2 - Im Bauwesen werden Polymerbeschichtungen auf Beton häufig eingesetzt um zum einen ein bestimmtes Aussehen zu schaffen und zum anderen das Bauteil vor Alterung, Verschleiß und Schädigung zu schützen. Für praktisch alle Ziele ist die Wirkung von der eigens dafür definierten Schichtdicke der Polymerbeschichtung abhängig. Daher wird die Dicke der Beschichtung nach erfolgtem Schichtauftrag überprüft. Für den in diesem Zusammenhang anspruchsvollen mineralischen Untergrund Beton stehen bislang allerdings nur zerstörende Prüfverfahren zur Verfügung. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des Projektes IRKUTSK ein auf aktiver Thermografie basierendes Verfahren sowie ein Gerät für den vor-Ort-Einsatz entwickelt, mit dessen Hilfe eine zerstörungsfreie Schichtdickenbestimmung möglich ist. Hier wird ein kurzer Einblick in das zur Schichtdickenbestimmung entwickelte Thermografieverfahren gegeben. Die Besonderheiten bei der quantitativen Auswertung, die durch die Teiltransparenz der Polymerbeschichtungen auftreten, werden erläutert. Die Funktion des Verfahrens für einlagige Systeme wird anhand von La-bormessungen illustriert. T2 - Thermographie-Kolloquium 2017 CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2017 KW - Schichtdickenbestimmung KW - Beton KW - Oberflächenschutzsystem KW - Thermografie PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-423577 SN - 978-3-940283-88-7 VL - 163 SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-42357 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pasternak, H. A1 - Launert, B. A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Rhode, Michael T1 - Advanced residual stress assessment of plate girders through welding simulation N2 - This article provides an impression on potentials in applying nowadays welding simulation tools in construction design. This is carried out exemplary on plate girders from two structural steel grades. The calculated residual stresses are compared with measurements by sectioning method. It has been repeatedly stated that present Eurocode models fail to approximate the residual stresses. Especially for high strength steel (HSS) only limited information is available on realistic occurring residual stresses in typical I-girders. The investigations are aimed to give further guidance on these values. A few proposals on advanced models are discussed. T2 - MBST 2016 - Modern Building Materials, Structures and Techniques CY - Vilnius, Litunia DA - 26.05.2016 KW - Residual stresses KW - Plate girders KW - I-shape sections KW - High-strength steel KW - Welding simulation PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-392177 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705817305192 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.013 SN - 1877-7058 IS - 172 SP - 23 EP - 30 PB - Elsevier CY - Amsterdam, Niederlande AN - OPUS4-39217 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Galindo Guerreros, Julio Cesar A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Mackens, S. A1 - Fechner, T. T1 - Quality assurance of jet grout columns with borehole seismic measurements N2 - Sealing and strengthening of the subsoil by injection is a major issue in the field of geotechnical engineering. One commonly applied method is jet grouting, which allows creating columns of grouted soil by eroding and mixing the in-situ soil with a thin cement suspension. A general difficulty linked with this method is to predict the resulting column diameter and its material strength. In this paper we illustrate the application of a newly developed non-destructive quality assurance testing tool used to determine the diameter of jet grout columns. This approach incorporates standard crosshole and downhole seismic measurements. To demonstrate its effectiveness, we tested the new approach within two-dimensional finite-difference numerical simulations. Additional field tests showed that this tool is also applicable in real site conditions. For this purpose, three jet grout columns were produced with different process parameters in a depth between 3.0 and 10 m. The evaluated diameters were within 1.0 and 1.5 m, slightly deviating from the previously predicted range by the jet grouting contractor. Moreover, we were able to detect the base of the columns at 10 m depth with no significant difficulties. On the other hand, unsaturated, partly unconsolidated sands between ground water level and surface considerably affected the seismic data, hence complicating the detection of the top of the columns. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Jet grout KW - Seismics KW - Crosshole KW - Downhole PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-346753 UR - https://www.ndt.net/?id=18277 SN - 1435-4934 VL - 20 IS - 11 SP - 1 EP - 7 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-34675 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dey, Anika A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Thomas, Hans-Martin A1 - Heyder, R. T1 - Erfahrungen mit der Wirbelstromprüfung beim Einsatz an unterschiedlichen Schienenstahlsorten N2 - Die steigenden Anforderungen im Schienenverkehr haben u. a. wachsende Betriebsbeanspruchungen für das Führungselement Schiene zur Folge. Auf Strecken mit hohen Belastungen wird dadurch die Entstehung von Rollkontaktermüdungsrissen, den sog. Head Checks, begünstigt. Für die Quantifizierung von Schäden im Hinblick auf eine optimierte Instandhaltung, setzt die DB AG daher seit einigen Jahren die Wirbelstromprüfung an Schienen ein. Es wurde ein Wirbelstromprüfsystem speziell für die Detektion und Bewertung von Head Checks auf der Schienenstahlsorte R260 entwickelt. Um den Instandhaltungsaufwand möglichst gering zu halten, unterliegen Eisenbahnschienen einer ständigen technologischen Weiterentwicklung durch die Hersteller. Durch Verbesserung der Schienenstahlsorten soll ein größerer Widerstand gegen die Bildung von Rollkontaktermüdungsrissen erreicht werden. Anhand von Streckenversuchen der DB AG in den letzten Jahren konnte festgestellt werden, dass tatsächlich eine Verminderung der Risswachstumsgeschwindigkeit erzielt wurde. Dafür zeigten sich im Vergleich zur Stahlsorte R260 abweichende Rissgeometrien, geringere Abstände zwischen den Ermüdungsrissen und somit eine größere Dichte des Rissfeldes. Die daraus resultierenden Folgen für die Ergebnisse der Wirbelstromprüfung werden hier erläutert. Praktische Prüferfahrungen an Schienenstahlsorten mit höherer Festigkeit werden vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Wirbelstromprüfung KW - Rollkontaktermüdung KW - Schienenstahlsorten KW - Schienenfehler KW - Eisenbahnschiene PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-252793 SN - 978-3-940283-33-7 IS - DGZfP-BB 127 (Di.2.A.4) SP - 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-25279 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Osterloh, Kurt A1 - Fratzscher, Daniel A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe A1 - Hasenstab, A. A1 - Bücherl, T. A1 - Schillinger, B. T1 - Partielle Tomographie mit Neutronen zur Beurteilung von Leimschichten in Holz N2 - Verleimte Holzproben wurden je nach Größe mit thermischen (ANTARES) bzw. schnellen Neutronen (NECTAR) an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München in Garching untersucht. Entweder ließen die durchstrahlbare Schichtdicke oder die eingeschränkte Strahlgeometrie es nicht zu, das Probenteil allseitig zu durchstrahlen. Um dennoch innere Strukturen wie Leimschichten zumindest mit einem eingeschränkten Winkelbereich tomographisch darzustellen, wurde mit Hilfe des Slice-Theorems erfolgreich rekonstruiert. Ein Brett von 2 cm Dicke wurde mit thermischen Neutronen erfolgreich untersucht, ein größeres mit schnellen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Neutronentomographie KW - Eingeschränkter Winkelbereich KW - Holz PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-250649 SN - 978-3-940283-33-7 VL - 127 SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-25064 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ebell, Gino T1 - Potentialfeldmessung – Neufassung des B3- Merkblatts und Praxisbeispiele N2 - Das Merkblatt B3 „Elektrochemische Potentialmessungen zur Detektion von Bewehrungsstahlkorrosion“ ist im Jahr 2014 in der dritten überarbeiteten Fassung erschienen. Die erste Ausgabe des Merkblattes stammte aus dem Jahr 1990. Seitdem hat sich die Potentialfeldmessung von einer Messaufgabe für Korrosionsexperten zu einer Standard-Prüfaufgabe bei der Instandsetzung von (Verkehrs-)Bauwerken und der Ausführung von KKS-Systemen entwickelt. Dieser Entwicklung trägt die Überarbeitung des Merkblatts Rechnung: Während in früheren Fassungen die Verfahrensbeschreibung im Vordergrund stand, rückten bei den Überarbeitungen sukzessiv Maßnahmen zur Sicherstellung einer einheitlichen Qualität bei der Durchführung und Auswertung der Messungen in den Vordergrund. Dieser Trend setzt sich auch in der Merkblatt-Fassung von 2014 fort. So wurde die Durchführung der Messungen gegenüber der Vorgängerversion weiter spezifiziert. Zusätzlich wurden erstmals Vorgaben zur grafischen Darstellung der Messergebnisse aufgenommen und zur statistischen Analyse von Potentialfeldmessdaten, wie sie im europäischen Ausland z.T. üblich ist, kritisch Stellung genommen. Eine weitere wesentliche Ergänzung des Merkblatts sind die Hinweise zur Ausschreibung, die in der Fassung von 2014 erstmals aufgenommen wurden und dazu beitragen sollen, bis dato häufige Missverständnisse bei der Definition der Messaufgabe und der Abgrenzung zwischen Grundleistungen und zusätzlichen Leistungen zukünftig zu vermeiden und so eine bessere Vergleichbarkeit von Angeboten und höhere Kostensicherheit für beide Seiten sicherzustellen. Ein wesentliches Element bei der Qualitätssicherung ist die Qualifikation des Prüfpersonals. Entsprechende Fortbildungsprogramme werden von der Bundesanstalt für Materialprüfung bereits seit mehreren Jahren angeboten und sind ab 2016 auch von anderen Ausrichtern geplant. Auf diese Angebote wird in dem Merkblatt explizit hingewiesen. Eine verpflichtende Teilnahme an einer Fortbildung im Sinne einer Zertifizierung ist in dieser Fassung des Merkblatts nicht vorgesehen, soll jedoch in zukünftige Merkblatt-Fassungen aufgenommen werden. T2 - Fachtagung Bauwerksdiagnose 2016 CY - Berlin, Germany DA - 25.02.2016 KW - Potentialfeldmessung KW - Korrosion KW - Betonstahlkorrosion PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-396322 UR - https://www.ndt.net/?id=20970 AN - OPUS4-39632 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Osterloh, Kurt A1 - Ewert, Uwe A1 - Zvizdic, D. A1 - Krstelj, V. T1 - Die EFNDT Arbeitsgruppe 5 'Öffentliche Sicherheit mit ZfP-Techniken' neu formiert N2 - Für die öffentliche Sicherheit wird gesorgt, indem Gefahren rechtzeitig entdeckt werden. Deren Ursprung kann im technischen oder menschlichen Versagen liegen, womit im englischen Sprachraum zwischen 'Safety' und 'Security' unterschieden wird. Hinsichtlich der Folgen verschwimmt aber dieser Unterschied, obwohl für deren Verhinderung unterschiedliche Zuständigkeiten existieren. Bezüglich des gemeinsamen Interesses und auch überlappender Methoden und Vorgehensweisen würden beide Seiten gewinnen können, wenn es eine Brücke zwischen ihnen gäbe. Eine solche zu schaffen hat sich die EFNDT Arbeitsgruppe (Working Group) 5 zur Aufgabe gestellt. Gestaltet werden soll sie durch gemeinsame Veranstaltungen und Seminaren, die zur Bildung von Konsortien und der Durchführung gemeinsamer Projekte führen sollen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 03.05.2011 KW - EFNDT Working Group 5 KW - Technische und öffentliche Sicherheit KW - Gemeinsamkeiten in ZfP und öffentlicher Sicherheit KW - Brückenbildung zwischen Zuständigkeitsbereichen PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-250631 SN - 978-3-940283-33-7 VL - 127 SP - 1 EP - 5 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-25063 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Eckey, Andreas A1 - Pohl, Rainer A1 - Allner, C. A1 - Beilken, D. T1 - Wirbelstromprüfsystem für Schienenbearbeitungsmaschinen N2 - PLR Prüftechnik Linke & Rühe Magdeburg und die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Berlin haben in Zusammenarbeit mit anderen Partnern im Laufe der letzten Jahre verschiedene Wirbelstromsysteme zur Prüfung verlegter Schienen auf rissartige Fehler des Typs Head Checks entwickelt. Die Entwicklung dieser Systeme erfolgte mit dem Ziel, ein Hilfsmittel für die Planung von Schieneninstandhaltungsmaßnahmen zu schaffen. Die Systeme haben sich im praktischen Prüfeinsatz bewährt. Hierzu wurde regelmäßig auf den vorhergehenden Tagungen berichtet. Bei der Schieneninstandhaltung kommen unterschiedliche Typen von Schienenbearbeitungsmaschinen zum Einsatz, z. B. Schienenfräs- und Schleifzüge. Seit einiger Zeit wird von Seiten der Schienennetzbetreiber vermehrt ein Qualitätsnachweis nach erfolgter Schienenbearbeitung gefordert. Hierzu wurde ein Wirbelstromprüfsystem entwickelt, dass speziell an die Erfordernisse der Qualitätsüberwachung in Schienenbearbeitungsmaschinen angepasst ist. Das Prüfsystem wird vorgestellt und über erste Erfahrungen aus dem praktischen Einsatz wird berichtet. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 06.05.2013 KW - Wirbelstromprüfung KW - Schienenbearbeitung KW - ZfP KW - Eisenbahn PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-290651 SN - 978-3-940283-49-8 IS - Poster 62 SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-29065 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wiehle, Philipp A1 - Härder, Michelle A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Quantification of moisture content in earth block masonry under natural climatic conditions N2 - The aim of this study is to accurately predict the moisture content in earth block masonry exposed to natural climatic conditions, which is a key factor in assessing its load-bearing capacity. Nuclear magnetic resonance relaxometry and humidity sensor measurements were carried out to quantify the moisture content. In addition, a customised test setup was developed to determine the capillary water absorption of earth blocks. This approach takes into account the deceleration of water absorption due to the swelling of clay minerals and organic additives, which leads to realistic transport coefficients in the hygroscopic range. This allows the moisture content of earth block masonry to be predicted accurately. With regard to the moisture behaviour of typical exterior wall constructions in living spaces, it was found that the equilibrium moisture content in earth block masonry is always lower than 65 % relative humidity, which corresponds to the permissible limit of the recently published German design standard for load-bearing earth block masonry. KW - Earth block masonry KW - NMR relaxometry KW - Hygrothermal simulation KW - Load-bearing capacity KW - Moisture content KW - Embedded humidity sensors PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-623518 DO - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139513 VL - 459 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62351 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Agasty, Amit A1 - Costard, Rene A1 - Kadoke, Daniel A1 - Kind, Thomas A1 - Hicke, Konstantin A1 - Hüsken, Götz T1 - A comprehensive experimental assessment of reinforced concrete walls under blast: In situ monitoring of loading, dynamic response and damage with NDT methods and embedded sensors N2 - A safety or security related assessment of explosions, accidental and intentional scenarios alike, often necessitate performance of resource intensive replication tests. For an efficient assessment without performing full scale blast tests, e.g., supported by numerical simulations, detailed knowledge is necessary to predict the blast loading from a given charge configuration, the resulting dynamic response of the structure under investigation as well as the resulting damage. Validation of numerical simulation requires the spatially resolved acquisition of all these parameters in real time. In this paper we present a set of measurement techniques and discuss their suitability for monitoring reinforced concrete (RC) walls under blast loading. Different blast-loading scenarios were realized by varying the charge weight and the standoff distance. The dynamic loading of the wall was characterized with pressure sensors complemented by numerical simulations using the APOLLO Blastsimulator and ConWep. High speed digital image correlation (DIC) was implemented in combination with multiple acceleration sensors to observe the dynamic deflection of the walls during the loading and to determine the residual deformation after the loading had ceased. In addition, one test specimen was instrumented with fiber optic sensor cables. These fiber optic sensors were used for distributed acoustic sensing (DAS) delivering information on dynamics of compression and tension cycles from within the structure. Additionally, the local damage pattern emerging during the series of blasts was determined via distributed fiber optic strain sensing (DSS) to enable the characterization of visual and non-visual damage to the structure. The obtained information was compared to results by an ultrasound structure-scanner. KW - Blast testing KW - Reinforced concrete KW - NDT methods KW - Fiber optic sensing KW - DIC KW - Numerical simulations KW - APOLLO Blastsimulator PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1177/20414196251353795 SN - 2041-4196 SP - 1 EP - 31 PB - Sage Publications AN - OPUS4-63832 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eberwein, Robert T1 - Systems With Cryogenic Liquefied Gases In Fire-Incidents N2 - The volumetric energy density of a gas can be increased by liquefaction, which occurs when the gas is cooled below the saturation point. Liquefied gases of great importance to the energy transition are Liquefied Hydrogen (LH2) and Liquefied Natural Gas (LNG), which can be liquefied at temperatures below 160°C. Systems for storing these gases typically must be overpressure resistant and require thermal super insulations (TSI) to hold cryogenic conditions and minimize boil-off losses from evaporation. TSI with vacuum and MLI or perlites are suitable for many applications involving LNG and LH2. Such systems are typically double-walled structures where the inner wall is in contact with the cryogenic liquefied gas. MLI or perlites are located in the gap between the inner and the outer wall, that is kept under vacuum conditions. This combination of insulations strongly reduces the heat transfer between the environment and the cryogenic liquefied gas. From an economic point of view the systems are well sophisticated. However, knowledge of the behavior of this kind of systems in a typical event such as a fire is limited, but necessary to evaluate the safety of the increasing number of applications. The objective of the research is to determine how TSI behaves at different fire temperatures during fire exposure and afterwards. Special attention is paid to changes in the heat flux, the material properties and vacuum state over time. For this purpose, thermogravimetric analysis (TGA) studies have been carried out. In addition, a test rig was developed that allows testing of TSI at temperatures up to 1000°C under realistic integration conditions and subsequent analysis of the TSI samples. In the test rig the double-wall with vacuum and MLI or perlites inside is simulated. The fire conditions are simulated on one side of the double-wall by adjustable electrical heating elements. This process allows the implementation of repeatable heat flows of up to 100 kW/m². On the other side of the double-wall, cold or cryogenic conditions are simulated with a heat exchanger through which water or the vapor of liquid nitrogen (approx. -196°C) flows. The heat exchanger is also used to determine the heat flux through the double-wall. Thus, the test rig allows thermal loading and performance analysis of TSI samples at the same time. Compared to tests with real cryogenic systems, tests with this experimental setup have the advantage that, first, the instrumentation is easier to realize, and a higher repeatability is ensured. Second, the local heat flow can be determined over time, and the sample of a TSI can be taken non-destructively and thus analyzed. Third, the tests are less risky as well as time+ and material intensive, so that more tests and variants can be investigated with the same budget. Preliminary results obtained considering several types of MLI under vacuum show that all observed typs of MLI can be damaged under strong thermal loading. The damages observed were outgassing, melting, shrinkage, cracking, lump formation, and concomitant local loss of the MLI's function as a radiation shield. However, the study also shows that a damage does not always have an extreme effect on the insulating performance. T2 - IMECE2022 CY - Columbus, Ohio, USA DA - 30.10.2022 KW - LH2 KW - LNG KW - Safety KW - Insulation KW - Tank PY - 2022 AN - OPUS4-56445 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Döring, Ingo A1 - Holtappels, Kai A1 - Krischok, Frank A1 - Michael-Schulz, Heike A1 - Oeleker, Karin A1 - von Oertzen, Alexander A1 - Pötzsch, Michael A1 - Thomalla, Nadine T1 - Empfehlungen für die Beförderung gefährlicher Güter - Handbuch über Prüfungen und Kriterien N2 - Die „Empfehlungen über die Beförderung gefährlicher Güter, Handbuch über Prüfungen und Kriterien“ ergänzen die „ Empfehlungen über die Beförderung gefährlicher Güter, Modellvorschriften“ und das „Global harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS)“. Sie enthalten Kriterien, Prüfmethoden und Verfahren, die für die Klassifizierung gefährlicher Güter gemäß den Vorschriften der Teile 2 und 3 der Modellvorschriften als auch von Chemikalien, von denen physikalische Gefahren nach dem GHS ausgehen, anzuwenden sind. Das Handbuch über Prüfungen und Kriterien, ursprünglich entwickelt vom „Economic and Social Council’s Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods“, welches eine erste Version im Jahre 1984 annahm, wurde regelmäßig aktualisiert und berichtigt. Gegenwärtig erfolgt die Aktualisierung unter Federführung des „Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods and on the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals“ (Sachverständigenausschuss), welches das ursprüngliche Gremium 2001 ersetzte. Die sechste überarbeitete Ausgabe enthält alle Änderungen zur fünften überarbeiteten Ausgabe, die vom Ausschuss während seiner fünften und sechsten Sitzungsperiode 2010 und 2012 angenommen wurden (veröffentlicht unter den Dokumentennummern ST/SG/AC.10/11/Rev.5/Amend.1 und ST/SG/AC.10/11/Rev.5/Amend.2), die während der siebenten Sitzungsperiode 2014 angenommenen Änderungen (ST/SG/AC.10/42/Add.2) sowie das Corrigendum zur 6. Ausgabe vom Februar 2016 (ST/SG/AC.10/11/Rev.6/Corr.1). KW - Gefahrgutbeförderung KW - UN-Prüfhandbuch PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-393162 SN - 978-3-9817853-2-6 N1 - Diese Ausgabe ist nicht mehr gültig, ein Link auf die nachfolgende Fassung befindet sich im Feld zugeöriger Identifikator. - This edition is no longer valid, a link to the following version is in the field related identifier. SP - 1 EP - 558 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin ET - 6. AN - OPUS4-39316 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Aktuelle Versuche der BAM N2 - Da die Exkursion zur BAM pandemiebedingt entfallen musste, wurden verschiedene Versuche aus den Bereichen Verpackungen und Lithiumbatterien online vorgestellt T2 - 18. Gefahrgut-Technik-Tage Berlin 2021 CY - Berlin, Germany DA - 18.11.21 KW - Gefahrgutverpackungen KW - Kisten aus Wellpappe KW - Fallprüfung KW - Lithiumbatterien PY - 2021 AN - OPUS4-54179 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Beförderungsfragen im Zusammenhang mit Lithium-Batterien N2 - Für den Transport von Lithium-Batterien sind verschiedene Vorschriften des Transportrechts zu beachten. Insbesondere für defekte und beschädigte Lithium-Batterien, die beim Transport gefährlich reagieren, in Brand geraten oder giftige Gase freisetzen können, werden in 2019 neue Regelungen anwendbar sein. Die BAM ist in Deutschland zuständige Behörde für deren Umsetzung. T2 - Gefahrguttag des BMVI im Rahmen der IAA Nutzfahrzeuge CY - Hannover, Germany DA - 25.09.2018 KW - Lithium Batterien KW - Gefahrgut Transport KW - Verpackungen PY - 2018 AN - OPUS4-47112 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Damaged and defective batteries - Criteria for packagings under P911/LP906 N2 - Defective or damaged Lithium batteries may react dangerously during transport. Requirements for the safe transport of such batteries have been developed at UN level. They are adopted in the respective transport regulations. BAM as competent authority has the task to interpret those regulations and has developed procedures for testing and approval. T2 - 23rd International Congress for Battery Recycling ICBR 2018 CY - Berlin, Germany DA - 26.09.2018 KW - Lithium batteries KW - Safe transport KW - Defective lithium batteries KW - Packaging KW - Dangerous goods KW - Thermal runaway PY - 2018 AN - OPUS4-47111 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. A1 - Günzel, Stephan T1 - The maximum acceptable consequence limit as a control instrument N2 - The presentation starts with the first agreement of making a national attempt for the introduction of a pV-limit for hydrogen transport. It explains aspects of the technical development, provides an impression of catastrophic incidents, and explains the difference between risk control and consequence limitation. Then the process of determining consequences and the result from the discussion at the UN-WG are explained. The next part summarises the approach for counting the number of impacted persons as a function of the model of pressure wave, the pressure peak, the limits of injured persons and the population density. Finally, the latest state of the discussion and the subsequent recommendations for a pV-value and the adequate phrases for explanation are introduced. T2 - 29th BAM-DIN-IGV-DVFG-Meeting CY - Online meeting DA - 23.02.2022 KW - Hydrogen KW - Pressure recepacles KW - Consequence limit KW - Risk control KW - Population density KW - Pressure wave PY - 2022 AN - OPUS4-54608 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Herausforderung: Verpackungen von Lithiumbatterien N2 - Je nach Zustand bestehen unterschiedliche Anforderungen an Verpackungen zum Transport von Lithiumbatterien. Hierbei sind bestimmte Prüfungen und Kriterien zu betrachten. Aktuell besteht insbesondere der Bedarf an Verpackungen für kritisch defekte Batterien. Innovative Lösungen sind gefordert. T2 - Workshop AG Future Markets New Energy Packaging CY - Online meeting DA - 12.03.2021 KW - Lithium Batterien KW - Gefahrgutverpackungen PY - 2021 AN - OPUS4-54181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dudziak, Mateusz A1 - Dural, Esra A1 - Dey, R. A1 - Ullrich, M. S. A1 - Huth, Christian A1 - Thomson, C. A1 - Schartel, Bernhard T1 - Together We Can: Synergistic Flame Retardancy by Melamine Polyphosphate and Phosphorylated Microalgae in Polylactide Biocomposites N2 - A strategy for enhancing the sustainable flame retardancy of polylactide (PLA) composites by partially replacing melamine polyphosphate (MPP), a commercial flame retardant proposed for PLA, with wastewater polyphosphate-enriched microalgae (P-Algae) has been explored. The incorporation of P-Algae at a 1:1 ratio with MPP leads to a notable synergistic effect, surpassing the expected additive behavior of the individual components. Comprehensive characterization encompassing thermogravimetric analysis coupled with FTIR, pyrolysis combustion flow calorimeter (PCFC), cone calorimeter, oxygen index (LOI), UL-94 tests, and rheological measurements—demonstrates that the presence of this biomaterial can significantly enhance flame retardant performance. Replacing 50% of MPP with P-Algae in PLA resulted in a 17% reduction in peak heat release rate (pHRR) and maintained a V-0 rating in UL-94 testing. The use of P-Algae does not compromise the flame retardancy of PLA but rather contributes positively, offering a promising path toward more sustainable flame-retardant systems. By leveraging naturally derived biomass, this approach aligns with the growing demand for novel eco-friendly technologies in polymer engineering. Insights into an innovative renewable additive as a functional and effective component in flame-retardant biocomposites have been achieved. KW - Flame retardancy KW - Melamine polyphosphate KW - Phosphorus- enriched microalgae KW - Polylactide PLA KW - Synergism PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-640539 DO - https://doi.org/10.1002/pat.70350 SN - 1099-1581 SN - 1042-7147 VL - 36 IS - 9 SP - e70350 PB - John Wiley & Sons Ltd. AN - OPUS4-64053 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Long, Lijia A1 - Döhler, M. A1 - Thöns, Sebastian T1 - Determination of structural and damage detection system influencing parameters on the value of information N2 - A method to determine the influencing parameters of a structural and damage detection system is proposed based on the value of Information analysis. The value of information analysis utilizes the Bayesian pre-posterior decision theory to quantify the value of damage detection system for the structural integrity management during service life. First, the influencing parameters of the structural system, such as deterioration type and rate are introduced for the performance of the prior probabilistic system model. Then the influencing parameters on the damage detection system performance, including number of sensors, sensor locations, measurement noise, and the Type-I error are investigated. The preposterior probabilistic model is computed utilizing the Bayes’ theorem to update the prior system model with the damage indication information. Finally, the value of damage detection system is quantified as the difference between the maximum utility obtained in pre-posterior and prior analysis based on the decision tree analysis, comprising structural probabilistic models, consequences, as well as benefit and costs analysis associated with and without monitoring. With the developed approach, a case study on a statically determinate Pratt truss bridge girder is carried out to validate the method. The analysis shows that the deterioration rate is the most sensitive parameter on the effect of relative value of information over the whole service life. Furthermore, it shows that more sensors do not necessarily lead to a higher relative value of information; only specific sensor locations near the highest utilized components lead to a high relative value of information; measurement noise and the Type-I error should be controlled and be as small as possible. An optimal sensor employment with highest relative value of information is found. Moreover, it is found that the proposed method can be a powerful tool to develop optimal service life maintenance strategies—before implementation—for similar bridges and to optimize the damage detection system settings and sensor configuration for minimum expected Costs and risks. KW - Damage detection systems KW - Value of information KW - Deteriorating structures KW - Probability of damage indication KW - Decision theory PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-508083 DO - https://doi.org/10.1177/1475921719900918 SN - 1475-9217 SN - 1741-3168 VL - 21 IS - 1 SP - 19 EP - 36 PB - Sage Publications CY - Thousand Oaks, Calif. AN - OPUS4-50808 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Long, Lijia A1 - Alcover, I. F. A1 - Thöns, Sebastian T1 - Utility analysis for SHM durations and service life extension of welds on steel bridge deck N2 - Optimization of the duration of Structural Health Monitoring (SHM) campaigns is rarely performed. This article provides a utility-based solution to posteriorly determine: i) optimal monitoring Durations and ii) the extension of the service life of the welds on a steel bridge deck. The approach is Illustrated with a case study focusing on remaining fatigue life estimation of the welds on the orthotropic steel deck of the Great Belt Bridge, in Denmark. The identification of the optimal monitoring duration and the decision about extending the service life of the welds are modelled by maximizing the expected benefits and minimizing the structural risks. The results are a parametric analysis, mainly on the effect of the target probability, benefit, cost of failure, cost of rehabilitation, cost of monitoring and Discount rate on the posterior utilities of monitoring strategies and the choice of service life considering the risk variability and the costs and benefits models. The results show that the decision on short-term monitoring, i.e., 1 week every six months, is overall the most valued SHM strategy. In addition, it is found that the target probability is the most sensitive parameter affecting the optimal SHM Durations and service life extension of the welds. KW - Fatigue KW - Monitoring strategy KW - Orthotropic steel deck KW - Structural health monitoring KW - Utility and decision theory PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-521719 DO - https://doi.org/10.1080/15732479.2020.1866026 SN - 1573-2479 VL - 18 IS - 4 SP - 492 EP - 504 PB - Taylor Francis Online AN - OPUS4-52171 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Role of the Authority in the Approval Process of Packaging N2 - In Germany, BAM is the competent authority in the field of dangerous goods transport. The international dangerous goods transportation rules are presented and their adaptation into German law is described. BAM is responsible for dangerous goods packaging testing, manufacturer surveillance, packaging approvals and inspection of IBC and provides “Gefahrgutregeln” (GGR) to define the processes, e.g. of dangerous goods packagings approvals and surveillance.” T2 - Sino-German Workshop on Dangerous Goods Packaging CY - Online meeting DA - 18.11.2022 KW - Gefahrgutverpackungen KW - Zulassung KW - ADR PY - 2022 AN - OPUS4-56754 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Long, Lijia A1 - Anh Mai, Q. A1 - Morato, P. G. A1 - Dalsgaard Sorensen, J. A1 - Thöns, Sebastian T1 - Information value-based optimization of structural and environmental monitoring for offshore wind turbines support structures N2 - The use of load and structural performance measurement information is vital for efficient structural integrity management and for the cost of energy production with Offshore Wind Turbines (OWTs). OWTs are dynamically sensitive structures subject to an interaction with a control unit exposed to repeated cyclic wind and wave loads causing deterioration and fatigue. This study focuses on the quantification of the value of structural and environmental information on the integrity management of OWT structures, with the focus on fatigue of welded joints. By utilizing decision analysis, structural reliability methods, measurement data, as well as the cost-benefit models, a Value of Information (VoI) analysis can be performed to quantify the most beneficial measurement strategy. The VoI assessment is demonstrated for the integrity management of a butt welded joint of a monopile support structure for a 3 MW OWT with a hub height of approximately 71m. The conditional value of three-year measured oceanographic information and one-year strain monitoring information is quantified posteriori in conjunction with an inspection and repair planning. This paper provides insights on how much benefits can be achieved through structural and environmental information, with practical relevance on reliability-based maintenance of OWT structures. KW - Structural health monitoring KW - Offshore wind turbine KW - Monopile support structure KW - Value of information KW - Weld fatigue KW - Decision tree KW - Dynamic Bayesian Network PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-514098 DO - https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.06.038 VL - 10 IS - 159 SP - 1036 EP - 1046 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51409 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Greiser, Sebastian A1 - Sturm, Patrick A1 - Gluth, Gregor A1 - Hunger, M. A1 - Jäger, Christian T1 - Differentiation of the solid-state NMR signals of gel, zeolite phases and water species in geopolymer-zeolite composites N2 - Geopolymer-zeolite composites were synthesized using a silica-rich industrial byproduct from chlorosilane production and sodium aluminate. Pastes were cured at 80 °C and 80% RH, and subsequently dried in two different climates: at 23 °C and 50% RH, and under vacuum. 1H MAS, 23Na MAS and 29Si MAS NMR and XRD measurements were performed after the drying procedures as well as after subsequent aging. Zeolite Na-A was found beside traces of faujasite-type zeolite and zeolite EMT as major crystalline phases in the cured composites; the fraction of geopolymeric gel in the reaction products was determined to be ~18% on a molar basis. Various water species could be distinguished using 1H MAS and 1H-29Si CP MAS NMR, applying rotorsynchronized echo experiments. The largest fraction of the pore water resides in the α-cages of the zeolite Na-A and in the geopolymeric gel; in addition, water exists in the β-cages of the zeolites and adsorbed at sodium ions. The water species in α-cages and in the pores of the geopolymeric gel exhibit slightly different chemical shifts of 4.7 ppm and 4.9 ppm, respectively, in the 1H MAS NMR spectra. Changes of the water content in the geopolymer pores of differently dried samples were observed and led to slightly varied chemical shifts in the 29Si MAS NMR spectra too. Measurements after more than 500 days revealed no significant aging effects of the composites, which confirm their chemical stability. KW - Geopolymers KW - Aluminosilicate inorganic polymers KW - Zeolite Na-A KW - Spectroscopy KW - Drying PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.11.004 SN - 0272-8842 VL - 43 IS - 2 SP - 2202 EP - 2208 PB - Elsevier AN - OPUS4-38694 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reinemann, Steffi A1 - Ebell, Gino T1 - Electrochemical investigations of carbon steel reinforcement and galvanized steel reinforcement in fresh geopolymer mortars N2 - Concrete is the most produced material in the world. Every year approx. 6.000.000.000 m³ are produced worldwide and it is expected that the production volume will continue to increase because of the economic growth of many countries around the world. This development will also result in an increase of manufacturing CO₂ emissions if nothing changes. The cement production is already responsible for 5-10 % of the worldwide anthropogenic CO₂ emissions. An immense decrease of the CO₂ emissions (approx. 45-65 %) can be achieved by the use of geopolymers as binder instead of ordinary Portland cement. However, so far only limited data exists regarding the corrosion behavior of reinforcements in geopolymer concretes. The poster shows by means of different electrochemical investigations the formation of a protective layer on the surface of carbon steel reinforcement and galvanized steel reinforcement in fresh geopolymer mortars and in a fresh mortar with Portland cement as reference. The free corrosion potential in combination with current density potential curves as well as polarization resistances show the development of a protective layer on the reinforcement. The monitoring of the free corrosion potential starts with the first contact of the rebar with fresh mortar and ends after a passive condition was reached. The further electrochemical investigations are done during the potential monitoring under active conditions, semi active conditions and passive conditions. The results show that the formation of the protective layer in geopolymer mortars is significant slower than in mortar with Portland cement. The two investigated geopolymer mortars also show a significant difference in formation of the protective layer. This can depend on the different solidification time of the geopolymer mortar. T2 - Eurocorr 2017 CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - Corrosion KW - Geopolymer concretes KW - Reinforcement PY - 2017 AN - OPUS4-41860 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hu, Nanjie Hu A1 - Hüsken, Götz T1 - Influence of activator composition on the strength, shrinkage and chloride migration resistance of alkali-activated slag mortars N2 - Alkali-activated slag materials are known for their high Chloride penetration resistance. This makes them potentially applicable as repair systems for damaged steel-reinforced concrete structures, which are exposed to chloride attack. For this purpose, the influence of the activator composition, i.e. the SiO2 and Na2O concentration of the alkaline solution on a) the compressive strength, b) shrinkage and mass change and c) the resistance against chloride penetration of four alkali-activated slag mortars (AASM) were studied. An ordinary Portland cement-based mortar was used as the reference sample. Increasing SiO2 and Na2O concentrations increased the strength, shrinkage and mass loss of the AASMs. The resistance of the mortars against chloride penetration was evaluated using the non-steady-state migration coefficient Dnssm obtained from NT BUILD 492. The results indicate that the Dnssm is related to differences in the pore solution of the AASMs rather than to differences in their microstructure. An upcoming study of the authors is going to evaluate this hypothesis by the accelerated chloride penetration (diffusion) test. T2 - The 6th International Conference on Non-Traditional Cement and Concrete CY - Brno, Czech Republic DA - 20.06.2017 KW - Alkali-activated slag mortar KW - Strength KW - Shrinkage KW - Chloride migration coefficient PY - 2017 AN - OPUS4-44080 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gluth, Gregor A1 - Bernal, S. A. T1 - RILEM TC CUC: Carbon dioxide uptake by concrete during and after service life – Opening Letter N2 - The ability of cement to chemically bind CO2 in a carbonation reaction enables the material to act as a carbon sink, which could partly account for offsetting the CO2 emissions associated with cement production. In response to the many open questions in this context, the RILEM Technical Committee CUC was created in May 2024. The focus of the TC will be to facilitate discussions regarding the current approaches to estimate the CO2 uptake by cementitious materials (concrete and other construction products) during and after service life. This Opening Letter presents aspects of the motivation to establish the TC, a brief overview of the state of the art in the field, the scheduled work programme, and the anticipated impact of the TC outputs. Though it is not intended to be an exhaustive discussion of the challenges to be addressed, from what is summarized in this letter, it is clear that work is required to base estimates of CO2 uptake by cementitious materials on a data set that is as extensive, accurate and forward-looking as possible. It is anticipated that the inclusion of interdisciplinary perspectives and data from academia and industry will enable progress in the field. KW - Cement KW - Concrete KW - Recarbonation KW - Carbon dioxide uptake KW - Carbonation rate PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-623724 DO - https://doi.org/10.21809/rilemtechlett.2024.208 SN - 2518-0231 VL - 9 SP - 61 EP - 67 PB - RILEM AN - OPUS4-62372 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Dauerhaftigkeit von Betonen auf Basis klimafreundlicher Bindemittel N2 - Aus Gründen des Klimaschutzes werden in den kommenden Jahren mehr Zemente mit verringertem Klinkerfaktor und alternative Bindemittel (klimafreundliche Bindemittel) zum Einsatz kommen. Für ihre sichere und zuverlässige Verwendung ist ein umfangreiches Verständnis der Einflüsse auf die Dauerhaftigkeit der aus ihnen hergestellten Betone notwendig. Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick über einige jüngere Entwicklungen und Forschungsergebnisse auf dem Gebiet. Der Fokus liegt auf Ergebnissen der Arbeiten von Technischen Komitees der RILEM sowie der EFC und eigenen Forschungsergebnissen. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Klimafreundliche Bindemittel KW - Betone PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612872 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 22 EP - 29 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61287 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -