Filtern
Dokumenttyp
Schlagworte
- Durability (4)
- Nano-silica (4)
- Concrete (3)
- Beton (2)
- Betonangriff (2)
- Chloride (2)
- Dauerhaftigkeit (2)
- Freeze-thaw (2)
- Self compacting concrete (2)
- Säureangriff (2)
Organisationseinheit der BAM
Chemischer Angriff auf Betonbauwerke - Bewertung des Angriffsgrads und geeignete Schutzprinzipien
(2014)
In verschiedenen Bereichen des Betonbaus ist Beton einem chemischen Angriff von außen ausgesetzt, der die Dauerhaftigkeit des betreffenden Bauteils bzw. des gesamten Bauwerks beeinträchtigen kann. Für einen chemischen Angriff in natürlichen Böden und Grundwässern bestehen normative Vorgaben in DIN 4030-1 [R10] bzw. DIN 1045-2 [R19], um den Angriffsgrad anhand der Art und Konzentration der angreifenden Stoffe in Expositionsklassen XA1 (schwach angreifend) bis XA3 (stark angreifend) einzustufen. Hinsichtlich weiterer maßgeblicher Einflussfaktoren wird an dieser Stelle nicht näher differenziert, ob und inwieweit die Regelungen für Böden und Grundwässer auch auf andere Bereiche mit chemischem Angriff auf Beton zu übertragen sind, ist stets im Einzelfall zu überprüfen. Ebenfalls sind die zu treffenden Maßnahmen über die Vorgaben der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 [R19] hinaus anwendungsspezifisch festzulegen. Der Hauptausschuss Baustofftechnik (HABT) des DBV hat daher den Arbeitskreis "Chemischer Angriff auf Beton" beauftragt, dieses Merkblatt zu erarbeiten, das Hilfestellung bei der Bewertung einer projektspezifischen chemischen Angriffssituation auf Beton sowie bei der Planung und Ausführung von Schutzprinzipien leisten soll.
ln den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametem und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks (prüftechnisch) zu erfassen und zu bewerten.
Der Hauptausschuss Baustofftechnik des DBV hat daher den Arbeitskreis „Chemischer Angriff auf Beton“ beauftragt, dieses Merkblatt zu erarbeiten, das auf Basis von einschlägigen Erfahrungen der Baupraxis und wissenschaftlichen Erkenntnissen Grundsätze und bewährte Methoden zur Beurteilung der Einwirkungs- und Widerstandsseite beim chemischen Angriff auf Beton aufzeigt und diesbezüglich Hinweise für verschiedene Anwendungsbereiche im Betonbau liefert.
Waste sludge, a solid recovered from wastewater of photovoltaic-industries, composes of agglomerates of nano-particles like SiO2 and CaCO3. This sludge deflocculates in aqueous solutions into nano-particles smaller than 1 µm. Thus, this sludge constitutes a potentially hazardous waste when it is improperly disposed. Due to its high content of amorphous SiO2, this sludge has a potential use as supplementary cementitious material (SCM) in concrete. In this study the main properties of three different samples of photovoltaic's silica-rich waste sludge (nSS) were physically and chemically characterized. The characterization techniques included: scanning electron microscopy (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), nitrogen physical adsorption isotherm (BET method), density by Helium pycnometry, particle size distribution determined by laser light scattering (LLS) and zeta-potential measurements by dynamic light scattering (DLS). In addition, a dispersability study was performed to design stable slurries to be used as liquid additives for the concrete production on site. The effects on the hydration kinetics of cement pastes by the incorporation of nSS in the designed slurries were determined using an isothermal calorimeter. A compressive strength test of standard mortars with 7% of cement replacement was performed to determine the pozzolanic activity of the waste nano-silica sludge. Finally, the hardened system was fully characterized to determine the phase composition. The results demonstrate that the nSS can be utilized as SCM to replace portion of cement in mortars, thereby decreasing the CO2 footprint and the environmental impact of concrete.
In a joint project of partners from industry and research, the automated recycling of construction and demolition waste (CDW) is investigated and tested by combing laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and near-infrared (NIR) spectroscopy. Joint processing of information (data fusion) is expected to significantly improve the sorting quality of various materials like concrete, main masonry building materials, organic components, etc., and may enable the detection and separation of impurities such as SO3-cotaining building materials (gypsum, aerated concrete, etc.). The project focuses primarily on the Berlin site to analyze the entire value chain, minimize economic/technological barriers and obstacles at the cluster level, and sustainably increase recovery and recycling rates. First measurements with LIBS and NIR spectroscopy show promising results in distinguishing various material types and indicate the potential for a successful combination. In addition, X-ray fluorescence (XRF) spectroscopy is being performed to obtain more information about the quantitative elemental composition of the different building materials. Future work will apply the developed sorting methodology in a fully automated measurement setup with CDW on a conveyor belt.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit und in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurden die eintretenden Schädigungsprozesse während des Spaltzugversuche mittels innovativer Prüfverfahren untersucht. Ziel war es, in Untersuchungen Erkenntnisse über das Versagensverhalten unter statischer und dynamischer Spaltzugbeanspruchung bei der Variation verschiedener Einflussfaktoren zu gewinnen. Hierfür wurde die Aussagekraft innerer und äußerer Schädigungsindikatoren zur Charakterisierung der auftretenden Bruchmechanismen analysiert.
Effects of amorphous nano-silica additions on mechanical and durability performance of SCC mixtures
(2012)
In the recent years the application of nanotechnology in building materials has increased
exponentially. One of the most referred and used nano-materials is amorphous silica with
particles size in the nano-range, even though its application and effect in concrete has not been
fully understood yet. It has been reported that nano-silica (nS) addition increases the
compressive strength and reduces the overall permeability of hardened concrete due to the
pozzolanic properties which are resulting in finer hydrated phases (C-S-H gel) and densified
microstructure (nano-filler and anti leaching effects). These effects enhance the durability of
concrete structures such as bridges, quays or off-shore oil facilities in marine environments.
In this study two different types of nano-silica were applied in self-compacting concrete (SCC),
both having similar particle size distributions (PSD) but produced in two different processes
(fumed powder silica and precipitated silica in colloidal suspension). The influence of nanosilica
on SCC was investigated with respect to the properties of concrete in the fresh state
(workability) and hardened state (mechanical properties and durability). Additionally, the
densification of microstructure of the hardened concrete was verified by SEM and EDS analyses.
The obtained results demonstrate that an efficient use of nano-silica in SCC can improve its
mechanical properties and durability. Considering the reactivity of the two nano-silica studied,
colloidal type shown more reactivity at early age, which influenced all the final SCC properties.
The bond between polymer fibers and the surrounding cementitious matrix is essential for the development of concrete reinforcement. The single fiber pull-out test (SFPT) is the standard characterization technique for testing the bond strength. However, the different phases of debonding cannot be distinguished by the SFPT. This study investigates the debonding of different polymer fibers from the surrounding cementitious matrix with a modified SFPT and proposes methods to change the SFPT setup to generate more valuable information on the debonding mechanism. The SFPT was equipped with linear variable differential transformers (LVDT), digital image correlation (DIC) and acoustic emission (AE) analysis. The results demonstrate that the modified SFPT allows a better understanding of the different phases of debonding during fiber pull-out. Furthermore, bond strength values calculated by different methods reveal that the chemical bond of the investigated polymers is not different as reported by previous studies. Deformation measurements performed using LVDTs and DIC are suitable measuring techniques to characterize the debonding mechanism in SFPT. A correlation between recorded AE and debonding phases was not found.