Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (78)
- Zeitschriftenartikel (49)
- Beitrag zu einem Sammelband (37)
- Vortrag (23)
- Buchkapitel (8)
- Posterpräsentation (5)
- Sonstiges (2)
- Forschungsbericht (1)
Sprache
- Englisch (104)
- Deutsch (98)
- Mehrsprachig (1)
Schlagworte
- Beton (21)
- UHPC (14)
- Rheology (13)
- Concrete (12)
- Baustoffe (11)
- Zement (10)
- AKR (9)
- Durability (8)
- Self-compacting concrete (7)
- Alkali-Kieselsäure-Reaktion (6)
Organisationseinheit der BAM
- 7 Bauwerkssicherheit (39)
- 7.1 Baustoffe (39)
- 4 Material und Umwelt (5)
- 7.4 Baustofftechnologie (5)
- 4.4 Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (4)
- 7.7 Modellierung und Simulation (2)
- 4.0 Abteilungsleitung und andere (1)
- 7.0 Abteilungsleitung und andere (1)
- 7.2 Ingenieurbau (1)
Paper des Monats
- ja (1)
Mikrorissbildung in Hochleistungsbeton - Vom Modell zu den Auswirkungen auf Betoneigenschaften
(2007)
Ende der 1990er-Jahre beauftragte die Philipp Holzmann AG das Institut für Bauforschung der RWTH Aachen (ibac) mit der Durchführung von Untersuchungen zur Eignung von Hochleitsungsbetonen bei chemischem Angriff. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollte geprüft werden, inwieweit die Möglichkeit besteht, durch betontechnische Maßnahmen die Widerstandsfähigkeit des Betons zu erhöhen, wodurch evtl. erforderliche Schutzmaßnahmen entfallen können. Aus diesem Grund wurden Hochleistungsbetone mit sehr niedrigen Wasserbindemittelwerten unter Verwendung von anorganischen (Silicastaub und Steinkohlenflugasche) und organischen (Polymerdispersion auf Basis von Styrolacrylat) Betonzusatzstoffen hergestellt, in verschiedenen betonangreifende Medien (5%ige Ammoniumnitratlösung, Essigsäure (pH 3,5), sowie Müll-, Klärwasser und Sulfatläsung) eingelagert und das Ausmaß der Schädigung ermittelt. Der Beitrag fasst die bisher noch nicht veröffentlichten Ergebnisse dieser Untersuchungen zusammen.
The primary aim of this paper is to analyze the impact of mechanical pre-damage and alkali–silica reaction (ASR) on the fracture mechanical properties of pavement concrete. For this purpose, a four point bending test was applied to large format beams to produce a defined level of cyclic pre-damage. The fatigue-induced concrete degradation process was simultaneously recorded using a testing procedure specifically developed for the purpose. In addition, fatigue-induced cracks on extracted drilling cores were spatially visualized and quantified using micro X-ray 3D-computed tomography (3D-CT). The storage of the small-format test specimens, with and without cyclic pre-damage, in an ASR-conducive environment showed that pre-damage leads to an increase in ASR damage processes. Subsequent structural mechanical investigations on small format specimens with and without pre-damage show that fatigue loading and ASR significantly influence fracture mechanical parameters of the concrete.
The susceptibility of different aggregate types used in concrete to ASR is strongly associated with their petrography. The aim of this study is to assess the influence of the aggregate size on the ASR potential, in particular applied to the sand fractions in the size range of 0.125-4 mm. The investigation concept is based on the hypothesis that at a specific particle size reactive aggregates could change their characteristic influence in mitigating ASR instead of promoting it. For the study of the size dependent behaviour mortars are prepared, considering aggregates of different reactivity, including very reactive, slow-late and quasi non-reactive types. The analysis is based on a stepwise substitution concept, in which mortars with a constant overall grain size distribution are compared, while only one size fraction of the non-reactive base aggregate is substituted by a reactive aggregate type of this specific size fraction. For the expansion experiments an accelerated mortar bar test (80°C, immersed in NaOH solution) was applied. The results show that the slow-late reactive greywacke yielded a strong reduction of the expansion below an aggregate size in the range of 0.5-1 mm. On the other side with the very reactive borosilicate glass, the expansions increased steadily with decreasing size. To validate if the acquired expansions were caused by ASR, thin sections were analysed. Mainly, higher expansion values were consistent with extensively more amounts of ASR indicators.
Concrete is the most applied building material in modern times. It is present in all kinds of structures and no other material secms to rcplace concrete as the most selected building material in the near future. The prime advantages are the high performance, the easy production and a facile processability. The sustainability and durability are important requirements to concrete. Even if concrete is significantly less susceptible against factors promoting a damage, compared to other materials, there are still mechanisms affecting it. In particular, high-ways and hydraulic structures made of concrete worldwide show cases of alkali-silica reaction (ASR) damages. This article refers to experience at BAM Federal InstituteforMaterials Research and Testing for several decades to ASR research and darnage assessment. ASR is a severe darnage mechanism that can occur in concrete, when certain conditions related to composition and cxposition arise in a critical combination. The chemical reaction is based on the alkalis and the silica in the concrete and was first identified by Stanton in highway structures in California (Stanton, 1940). Actually three components are needed to initiate ASR: alkali-sensitive siliceous aggregates, alkalis coming from internal (cement or other components) or external sources (de-icing salt or sea water) and water. If all of these components are sufficiently present an alkali-silica gel could be formed (Hobbs, 1988). This gel itself needs additional space when it is formed. Furthermore it is able to swell in the presence of humidity, both processes generating an expansion pressure inside the concrete. As a consequence of intensive expansion, cracks can occur, which significantly lowers thc strength of the material. Parameters like amount and chemical composition of the gel as weil as the pattern and width of cracks can help to classify the ASR darnage (Swamy, 1992). The objective of this article is to demoostrate the microscopic work on ASR affected concrete samples, carried out to assess the damaging process or to evaluate various alkali-sensitive aggregates. It will explain the approach of ASR investigation from the macroscale to microscale, starting briefly with the condition assessment, over treatment and investigations of samples in the laboratory, to the use of different microscopical and analytical techniques. In the main part the characteristic features for identifying ASR in concrete are presented by using microscopic images. Especially the emphasis lies on the role of the aggregate.
Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction within concrete which can lead over time to cracking and spalling. Due to the complexity of the problem, it still causes damage to concrete constructions worldwide.
The publication aims to illustrate the interdisciplinary research of the German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) within the last 20 years, considering all aspects of ASR topics from the macro to the micro level. First, methods for characterization and assessment of ASR risks and reaction products used at BAM are explained and classified in the international context. Subsequently the added value of the research approach by combining different, preferably nondestructive, methods across all scales is explained using specific examples from a variety of research projects. Aspects covered range from the development of new test-setups to assess aggregate reactivity, to analysis of microstructure and reaction products using microscopical, spectroscopical and X-ray methods, to the development of a testing methodology for existing concrete pavements including in-depth analysis of the visual damage indicator and the de-icing salt input using innovative testing techniques. Finally, research regarding a novel avoidance strategy that makes use of internal hydrophobization of the concrete mix is presented.
ln den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz verstärkt Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Die damit einhergehende oft drastische Reduzierung der Nutzungsdauer der Betonfahrbahndecke führte zu einer starken Intensivierung der Forschung auf diesem Gebiet. Zentraler Forschungsgegenstand war bisher neben der Suche nach geeigneten präventiven betontechnologischen Maßnahmen vor allem die Entwicklung performanceorientierter Prüfverfahren zur AKR-Prävention. Dabei wurden insbesondere die klimatischen Einwirkungen auf die Betonfahrbahndecke und der externe Alkalieintrag zeitraffend simuliert. Die zusätzlich interagierenden mechanischen Einwirkungen aus dem Verkehr fanden bisher keine Berücksichtigung. Vor diesem Hintergrund verfolgt die 2011 eingerichtete und 2015 um weitere drei Jahre verlängerte DFG-Forschergruppe 1498 u. a. das Ziel, den Einfluss einer mechanisch induzierten Vorschädigung (Ermüdungsbeanspruchung) auf den AKR-Schädigungsprozess zu klären. Die hierfür erforderliche Beschreibung der vielfältigen interagierenden Schädigungs- und Transportprozesse erfordert eine enge Verknüpfung von Experimenten mit einer mehrskaligen Modellierung. Die experimentelle Basis bildet die mechanische Vorschädigung (Ermüdung) großformatiger Balken aus einem Fahrbahndeckenbeton mit einem erhöhten AKR-Schädigungspotenzial. Aus diesen Balken werden nach der Ermüdungsbeanspruchung kleinformatige Probekörper gewonnen, an denen die Auswirkungen der mechanischen Vorschädigung auf das Betongefüge und die interagierenden Transport- und Schädigungsprozesse analysiert werden. Das Teilprojekt der SAM hat in diesem Kontext die Aufgabe, ganzheitlich die Rissbildungsprozesse und den interagierenden Eintrag bzw. Auslaugung der Alkalien von der mechanisch induzierten Vorschädigung bis zum AKR-Schädigungsprozess in enger Abstimmung mit den Forschungspartnern zu untersuchen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die Charakterisierung der Rissbildungsprozesse durch die mechanische Vorschädigung und ihrer Auswirkungen auf die interagierenden Transportprozesse. Das schließt die Vorstellung der hierfür angewandten innovative Prüftechniken und Prüfmethodologien ein.