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Organisationseinheit der BAM
Paper des Monats
- ja (1)
Eingeladener Vortrag
- nein (59)
Die Regelwerke (RL SIB, ZTV-ING) setzen für die Instandsetzung mit Betoninstandsetzungssystemen vergleichsweise hochwertige Betonuntergründe voraus. Speziell bei älterenWasserbauwerken sind oftmals nur geringerfeste Betonuntergründe vorhanden für die es bis jetzt keine geeigneten und geprüften Instandsetzungssysteme gab. Grundlage für die Entwicklung solcher Systeme sind entsprechende Referenzbetone als Untergrundbeton für die Verbundkörperprüfung.
Ziel der Untersuchungen war es, herauszufinden ob die Druckfestigkeit hochfester Betone zerstörungsfrei mit dem Rückprallhammer PROCEQEQUOSCHMIDT durch Ermittlung des klassischen Rückprallwerts R in Kombination, mit einem aus der Untersuchung von Metallen bekannten neuen Messwert L mit ausreichender Sicherheit beschrieben werden kann.
Im Rahmen von MICROCON, einem europäischen CRAFT-Projekt,
besteht eine wesentliche Zielsetzung in der Optimierung von selbstverdichtendem Beton (SVB) im Hinblick auf Kosten und Leistungsfähigkeit durch den Einsatz von teilweise puzzolanischen Microfillern. Um die Puzzolanität bei der Beurteilung besser bewerten zu können, wird ein Referenzbeton benötigt, der aus weitestgehend inerten Zusatzstoffen besteht. Die Entwicklung eines solchen Referenzbetons fand an der BAM nach der japanischen Methode nach Okamura statt.
Weltweit besteht einen hoher, stetig wachsender Bedarf an Natursteininstandsetzung im Bereich des denkmalgeschützten Kulturguts. Das Ausbessem beschädigter Elemente mit sogenannten Steinersatzmassen ist dabei eine etablierte Technik. Hierfür werden Mörtel unterschiedlichster Zusammensetzung verwendet. Die Schwierigkeit für den Restaurator liegt in der Wahl, bzw. der Verfügbarkeit des optimalen Produkts, um im individuellen Fall sowohl den mechanischen und bauphysikalischen Anforderungen als auch den gestalterischen und denkmalpflegerischen Belangen gerecht zu werden. Anhand der im Beitrag an Fallbeispielen erläuterten häufig auftretenden Probleme und der daraus abgeleiteten Anforderungen an Natursteininstandsetzung, lässt sich die Komplexität dieser Aufgabe erkennen. An der BAM wird derzeit im Rahmen eines Forschungsprojekts ein modulares Steinersatzsystem entwickelt. Ziel der Entwicklung ist es dem Restaurator die größtmögliche Freiheit in der Anpassung des Mörtels an die Originalsubstanz zu geben. Erste Ergebnisse aus Parameterstudien zur Bindemittel- und Sandvariation sowie zu Polymermodifikationen werden vorgestellt.
Self-compacting concrete (SCC) differs substantially from normal concrete as regards the quantity of superplasticiser dosage. The functionality of superplasticisers, based on the polycarboxylate ether (PCE) superplasticiser customary with SCC, is nowadays very well understood at construction material research level. However, knowledge concerning pertinent correlations does not always permeate practice to an equal extent. PCEs are extremely polymorphic as opposed to earlier superplasticiser groups, which still possess a considerable proportion of the superplasticiser market. The geometry of polymers can be adjusted individually to performance characteristics required for certain uses. Yet, in selecting a superplasticiser for its specified rheological properties, a very strong influence can equally be exerted simultaneously on the subsequent hydration process. The charge density of the PCE employed also plays a key role in connection with both rheology and early hydration.
For several years, optical measuring techniques play an ever increasing role in various areas of construction. Applications ränge from simple laser-based distance measurements up to the use of advanced camera Systems to assess shape changes of components. The advantages of such Systems lie in the ränge of non-contact respectively in non-destructive measurement and in the high required accuracy and reproducibility. The continuous improvement and development of sensors and laser sources also opens constantly new applications and areas of applications. Already established measurement methods and technologies can be further developed and adapted to modern requirements. At BAM it is a laser-based measurement System has been developed that is capable to measure the roughness of component surfaces in equal to already established methods.
The present article gives an insight into the research project BEGLARES. Main topics are the restoration “Dalles de Verre” Windows and the development of repair mortars and techniques. This project is executed in cooperation between Glasmalerei Peters GmbH, the University of York, and the BAM Federal Institute for Materials Research and Testing. It is funded by the Federal Ministry of Economics and Technology. The main mechanism of damage, Standards for protection and repair of concrete structures, and the development of repair mortar and special test specimens are presented.
Repair mortars for the restoration and reprofiling of natural stone elements in cultural heritage
(2011)
For the protection of the world's cultural heritage the restoration of listed buildings and monuments is an important task. In many cases the need to repair and reprofile natural stone elements occurs. Repair mortars for such applications have to match historicocultural interests as well as durability related and constructive interests. Currently a research project dealing with the development and optimisation of such mortars is set up at the BAM. Special focus is laid on the possibility of a modular adaption to match a vast variety of stone properties. Besides the development and lab scale testing of the mortar system, an in-situ application will be planned and executed.
Trotz der zahlreichen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Mörteleigenschaften durch Mischungsmodifikationen ist es nahezu unmöglich, einzelne Eigenschaften unabhängig von anderen zu verändern. Bei einer Mischungsoptimierung muss im Einzelfall immer entschieden werden, welcher der gewünschten Eigenschaften die höchste Priorität zukommt. Anhand von Parameterstudien wird im vorliegenden Artikel verdeutlicht, wie es für bestimmte Anwendungen sinnvoll sein kann, die Verschlechterung einzelner Eigenschaften zu akzeptieren, wenn dadurch eine für den speziellen Einsatzfall essenzielle Eigenschaft verbessert werden kann. Die komplexen Wechselwirkungen der einzelnen Bestandteile fuhren dazu, dass auch scheinbar widersprüchliche Kombinationen von Zusatzmitteln im Einzelfall erforderlich werden können. Zur Anpassung der meisten Mörteleigenschaften gibt es verschiedene Möglichkeiten der Zielerreichung mit jeweils unterschiedlichen Nebeneffekten. Frisch- und Festmörteleigenschaften sind dabei gleichermaßen zu beachten.
Repair Mortars for the Restoration and Reprofiling of Natural Stone Elements in Cultural Heritage
(2011)
The construction sector has traditionally been a source of employment in African regions. However, due to policy changes, cut backs in public investments as well as a fall in the number of employments in the private sector have been observed in many countries. Furthermore a shift from registered companies to informal contractors could be noticed. Many contractors offer services they do not provide permanently or for which the required equipment has to be borrowed. A study that was published in 2000 about the situation in Tanzania pointed out that only ca. 15% of the enterprises that offer concrete works own a concrete mixer. The building practice with concrete varies widely over the African continent. Whereas the level of technology and the infrastructure for cement and concrete in South Africa is elaborate, in East Africa and particularly those that were heavily suffering from civil war during the nineties of the last century, the availability of cement and concrete is poor and these materials are far from being everyday building practice. Most of the population relies on indigenous forms of construction requiring wood obtained from felling of forest trees and ultimately contributing to de-forestation. Informal settlements in South-Africa and Kenya are literal evidence where originally green natural vegetation has been turned into artificial desert-like landscapes.
Baupraxis und Infrastrukturentwicklung im Hinblick auf die Betonindustrie in Ost- und Südafrika
(2011)
Der Bausektor stellt in Afrika traditionell eine der stabileren Quellen für den Arbeitsmarkt dar. Durch ständige Wechsel in der Politik wurden jedoch in zahlreichen Ländern Einschnitte bei den öffentlichen Investitionen sowie ein Rückgang der Beschäftigtenzahlen im Privatsektor beobachtet. Darüber hinaus konnte eine Verlagerung von offiziell tätigen und registrierten hin zu nicht registrierten Bauunternehmen festgestellt werden. Zahlreiche Bauunternehmen bieten Dienstleistungen an, die sie nicht ständig ausführen oder für die sie sich das erforderliche Gerät leihen müssen. Einer im Jahre 2000 hinsichtlich der Situation in Tansania veröffentlichten Studie zufolge verfügen nur etwa 15 % der Unternehmen, die Betonbauarbeiten anbieten, über einen eigenen Betonmischer. Die auf dem afrikanischen Kontinent angewandten Baupraktiken im Betonbau weichen erheblich voneinander ab. Während Südafrika über eine fortgeschrittene Technologie und eine hoch entwickelte Infrastruktur im Hinblick auf die Zement- und Betonindustrie verfügt, sind Zement und Beton in den ostafrikanischen Ländern, insbesondere in jenen, die in den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts von schweren Bürgerkriegen erschüttert wurden, kaum verfügbar und zählen keinesfalls zu den in der täglichen Baupraxis verwendeten Baustoffen. Hier wird auf einheimische Baumethoden, bei denen vorwiegend Holz verwendet wird, zurückgegriffen. Dieses wird durch Abholzung gewonnen, was schließlich zur Rodung ganzer Waldgebiete führt. Die ohne entsprechende Planung, Genehmigung und Erschließung errichteten Siedlungen in Südafrika und Kenia veranschaulichen erschreckend, wie einstmals von grüner Vegetation bedeckte Landstriche in künstliche, wüstenartige Landschaften verwandelt wurden.
Errichtet aus Glas und Beton prägen heute unzählige Sakralbauten der 1950er- und 60er-Jahre unsere Stadtbilder. Nicht selten sind in diesen Kirchen erhebliche Schäden an den Betonglasfenstern zu verzeichnen. Diese fachgemäß zu erhalten, erfordert spezielles technisches und denkmalpflegerisches Know-how. An der Entwicklung geeigneter Instandsetzungsstrategien arbeitet derzeit ein interdisziplinäres Projektteam.
Whenever the preservation of original substance obtains priority in a restoration task, reprofiling techniques using repair mortars are a welcome solution. For ordinary concrete repair aesthetic aspects are of minor importance whereas for the restoration of natural stone elements they come to the fore. Especially for listed buildings and monuments, historico-cultural and aesthetical interests become the ruling Parameters for planning and execution of restoration tasks. Nevertheless the technical and constructive requirements have to be considered and deterioration processes have to be understood to ensure sustainability and durability of the repair task. Due o differences in the Chemical and mineralogical composition, natural stone provides a vast variety of texture and colour. Also the range of different mechanical and durability related properties is far wider than found with concrete for example. A research project dealing with the development of a modular repair mortar System for natural stone is currently set up at the BAM. To provide the conservator with the best possible options to match colour, texture and technical requirements, the System will be setup on a modular basis. Several different binder Systems on basis of cement, lime and sodium Silicate as well as polymer based Systems are planned, which can be combined with different aggregate compositions and different pigments. To evaluate the mortar performance, test procedures will be defined for tests on mortar samples and on composite specimens. In the paper the experimental Programme will be explained and first results will be presented and discussed.
Wärmebehandlung und Autoklavierung von UHPC - Neue Perspektiven für die Betonfertigteilindustrie
(2011)
Das Gefüge von UHPC ist durch eine dicht gepackte und fehlstellenarme Matrix gekennzeichnet. Eine zusätzliche Optimierung ist durch eine Wärmebehandlung bzw. hydrothermale Nachbehandlung (Autoklavierung) unter einem Wasserdampfsättigungsdruck möglich. Die Wärmebehandlung von Beton ist ein in der Betonfertigteilindustrie geläufiges Verfahren, um die Erstarrungszeit zu verkürzen und höhere Frühfestigkeiten zu erreichen.
Many African countries face serious problems associated with the rapid growth of urban Population and the resulting demand for affordable building materials. In search for appropriate Solutions to improve the Situation, the “LightSHIP” project was initiated, whose aims were to identify the required product specifications, to evaluate possible approaches and ultimately to develop new Building materials for East Africa. It was concluded that these materials should be produced in Africa mainiy from local raw materials; prefabricated, easily transportable construction elements are to be preferred. It is therefore reasonable to focus on artificial stones and partition boards. To be Independent of imported cement, it is suggested to make use of volcanic rocks, which are abundant in East African countries, for lime-pozzoian binders and geopolymers in the production of these construction elements. Future research activities should thus concentrate on assessment of the applicability of available volcanic rocks, the influence of their properties on the resulting binders and the design of appropriate binder-reinforcement-filler Systems.
Mörtel für den Neubau und die Instandsetzung sind seit vielen Jahrzehnten im Abwasserbereich für unterschiedliche Bereiche im Einsatz. Zumeist werden diese je nach Anwendungsbereich entsprechend der Vorgaben der Auftraggeber, den Erfahrungen der Hersteller und Verwender sowie den Empfehlungen von Interessenverbänden (z. B. DWA oder DVGW verarbeitet. Zugleich ist eine Reihe von adaptierbaren Regelwerken für ähnliche Produkte aus anderen Anwendungsgebieten verfügbar. Während die Regelwerke zum Schutz und zur Instandsetzung von Betonbauteilen bereits seit ca. 35 Jahren über den Deutschen Ausschuss für Stahlbeton und die Bundesanstalt für Straßenwesen entwickelt und fortgeschrieben werden und seit ca. 20 Jahren auch über ein Mandat der europäischen Kommission im CEN entsprechende Bauproduktnormen im Rahmen der EN 1504 erarbeitet wurden, wurde die Arbeit an einer Produktnorm für zementgebundenen Mörtel für den Bau und die Sanierung von Abwasserkanälen und -leitungen sowie Bauwerken in kommunalen Entwässerungssystemen und Kläranlagen erst im Jahr 2005 aufgenommen. Dieses Regelwerk wurde in Anlehnung an Bauprodukte für andere Anwendungsbereiche erstellt, berücksichtigt darüber hinaus aber die besonderen Anforderungen im Bereich der Abwasserkanäle und -leitungen.
The SPIN project
(2011)
Globally, cement and concrete experts are at the cutting-edge to sustainable, green, healthy but nonetheless high-performance concrete. In the present age, concrete is not yet well established in Africa, which öfters the unique opportunity to build up a cement and concrete market based on the highest available state of technology. As this industry needs high level expertise, a central issue in implementation of skilled technology is cross-linking research institutions and laboratories. It should not be neglected that concrete is a product with comparably low transport ranges, which means that an improved concrete market will mainly support the local economy without exceeding financial drains to the international market, thus fostering the fight against poverty, which is an urgent need in most African countries.
The SPIN project highlights recent developments in the field of cement and concrete research with impact on the local and global economy. Challenges, future developments and opportunities for the African construction industry are in the focus.
The SPIN project is funded by the European Commission (EC) and supported by the African, Caribbean and Pacific (ACP) Group of States under the project body of the ACP Science and Technology Programme. SPIN is acronym for “Spearhead network for Innovative, Clean and Safe Cement and Concrete Technologies”. The project aims to cross-link experts with industry and policy making bodies, aiming to establish sustainable cement and concrete construction in Africa.
As soon as cement is mixed with water, the hydration reaction starts to set of. The progression of the hydration process is governed by the amount and the availability of water and its possibility to access the unhydrated cement grain surfaces. For a total hydration cement theoretically requires water amounting approximately 0.38 of its own mass. Nevertheless, due to the cement’s highly hygroscopic nature, already the moisture in the ambient air can cause first hydration reactions to set in upon the cement grain surfaces. Such pre-hydration processes have an effect on the cement's properties. Dpending on the specific conditions during the storage the significance of the impact on certain properties can vary.
If cement is consumed soon after production and is transported only short distances in a silo wagon to its final destination for immediate use without further stock transfer, the effects are rather negligible. However, if cement is delivered in bags, transported over long distances, shifted serval times and stored for longer time periods until it is finally consumend, these effects can be quite severe. Due to the actual logistical situation with comparably few cement plants, large delivery distances and partially less developed infrastructures, the latter scenario pictures the situation for the most cases in Africa quite well.
In order to verify the relevance of the pre-hydation for practical application, a series of tests was conducted at the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM). The influence of the cement storage on gresh and hardened concrete properties was investigated for different concrete and mortar types. The investigations show that the impact of the storage conditions is more pronounced for specialized concretes with high sophisticated optimized mixture compositions containing admixtures. Nevertheless, the effects also occur for ordinary concrete and should not be ignored.