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Im Zuge von Nachrüstungsarbeiten konnten Kunststoffdichtungsbahnproben (KDB) aus fünf deutschen Straßentunneln entnommen werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens FE 15.461/2008/ERB "Materialeigenschaften von Kunststoffdichtungsbahnen bestehender Straßentunnel" beauftragte das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), vertreten durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die ausgebauten KDB-Proben systematisch zu untersuchen. Die Kunststoffdichtungsbahnen waren zwischen 10 und 23 Jahren in den jeweiligen Straßentunneln eingebaut. Im ersten Schritt wurden die Materialeigenschaften der KDB-Proben mit dafür geeigneten Methoden charakterisiert, wie Thermischen Analysen (DSC,OIT), Dichtebestimmung, Zugprüfung (mechanischen Eigenschaften), Ermittlung des Stabilisatorgehalts (ICOT), der Dicke der KDB sowie der Qualität der Fügenaht und der geotextilen Schutzschicht. Im Verlauf des Vorhabens wurden Bergwasserproben aus den Straßentunneln entnommen und analysiert. Der Auftraggeber übermittelte der BAM die Ergebnisse zur Auswertung. Bei der Entnahme wurden folgende Parameter vor Ort bestimmt: Entnahmetemperatur, pH-Wert sowie partiell der Sauerstoffgehalt. Im Prüflabor wurden dann die Bestimmung der Leitfähigkeit und die Elementaranalyse mittels ICP-OES zur Bestimmung der Metallionenkonzentration (u. a. Eisen, Mangan und Kupfer)durchgeführt. Zusätzlich wurden weiterführende Versuche zur Oxidationsbeständigkeit im Autoklaven in Anlehnung an DIN EN ISO 13438 durchgeführt, um den Einfluss von Metallionen auf die oxidative Beständigkeit zu untersuchen. Mit Hilfe der Daten aus der Bergwasseranalyse wurde ein geeignetes Modellmedium entwickelt, die im Autoklaventest an einem bereits ohne Metallionen untersuchten Produkt (Produkt II, FE 15.449/207/ERB) erprobt wurden. Die aus diesem Forschungsprojekt entstehenden neuen Erkenntnisse sollen in die aktuelle Normungs- und Gremienarbeit eingebracht werden. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
In the course of retrofitting works geomembrane samples (GBR-P) were removed from German road tunnels. In the framework of the research project FE 15.461/2008/ERB "Material properties of geosynthetic liners removed from existing road tunnel constructions" instructed by the Federal Highway Research Institute (BASt), the Federal Institute for Material Research and Testing (BAM) investigated removed GBR-P products received from five different road tunnels. The GBR-P products were installed for a period of 10 up to 23 years in the respective road tunnels. In the first step, the material properties of the natural aged geomembranes were characterized using suitable methods, such as thermal analysis (DSC and standard OIT), density, tensile tests (mechanical properties), the thickness of the geomembrane, the stabilizer content (ICOT), the quality of the seam weld (shear and peel properties) and on a selected GBR-P products the burst strength and the water permeability was determined. During the course of the project, mountain water samples were taken from the road tunnels and analyzed. The field parameter such as the pH-value, the oxygen content as well as the sampling temperature of the mountain water was determined. In the laboratory, the determination of the conductivity and the elementary analysis by ICP-OES to determine the metal ion content (iron, copper, manganese etc) was performed. In addition, further autoclave tests according to DIN EN ISO 13438 were performed to investigate the influence of different metal ions on the oxidative stability. For this purpose, a model medium was developed, which was tested in the autoclave test on an already examined product (product II from the R&D project FE 15.449/2007/ERB). The results from the R&D project findings will be incorporated into the standards and committee work.
Cement proficiency testing scheme for Africa / Programm zur Eignungsprüfung von Zement in Afrika
(2014)
Das Wissen über die Materialeigenschaften und die Versagensmechanismen bei Lehmbaustoffen ist begrenzt und lückenhaft. Im Rahmen des EU-Projekts NIKER (www.niker.eu) wurden deshalb die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen aus Lehm unter statischer Druck- und Schubbeanspruchung bestimmt. Ziel der Untersuchungen war es, grundlegende Daten zum Verformungs- und Versagensverhalten von Lehmbauteilen zu erhalten und dieses mit einem numerischen Modell zu beschreiben. Die Versuchsergebnisse belegten das spröde Verhalten von Lehmsteinmauerwerk bei uniaxialer Druckbelastung und zeigten, dass das Versagen von Lehmsteinmauerwerk infolge Schubbelastung nach Erstrissbildung in Mörtelfugen und Lehmsteinen durch Gleiten der Lehmsteine entlang der Mörtelfugen erfolgt. Die numerische Makromodellierung erbrachte zwar befriedigende Resultate hinsichtlich des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens, jedoch konnte bei der simulierten Rissbildung keine Übereinstimmung mit den in den Versuchen beobachteten Rissbildern erzielt werden. Bei Lehmsteinmauerwerk ist also eine wesentlich aufwendigere Mikromodellierung notwendig, um das Versagensverhalten korrekt beschreiben zu können.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Knowledge of the material properties and failure mechanisms of earthen materials is limited and scattered. Within the framework of the NIKER project (www.niker.eu) funded by EC, the mechanical properties of earthen material elements were therefore determined under static compression and shear loads. The aim was to obtain fundamental data on deformation behaviour and failure mechanisms of earthen material structural elements and to describe them by means of a numerical model. The test results confirmed the brittle behaviour of earth block masonry under monoaxial compressive load and showed that the failure of earth block masonry under shear load occurs by sliding of the earth blocks along the mortar joints after initial cracking in mortar joints and earth block. Numerical macro modelling showed satisfying results with regard to stress-strain behaviour, but the simulated crack pattern was not consistent with experimental observations. In the case of earth block masonry, it is thus necessary to use micro modelling approaches in order to correctly predict the failure process at local level.
In this article a comparative study of the behaviour of
different commercial anti-graffiti on natural stone and
brick is presented. 8 different European substrates were
selected and 4 commercial anti-graffiti of different
chemical nature were applied on these substrates. The
variations of their hydric properties and aspect (colour
and gloss) with regard to the untreated substrates were
later studied in the laboratory.
The results obtained permitted to assess the suitability of
4 of the main types of chemical formulations employed
to be used as anti-graffiti. This study concludes that the
sacrificial anti-graffiti with polymeric paraffins in its
composition presents the lowest reductions of the hydric
properties of the studied substrates, being also the
variations in colour the least perceptible.
Der vorliegende Beitrag beschreibt typische Bruchmuster, die an SSiC Proben nach Thermoschockexperimenten beobachtet wurden und korreliert diese qualitativ mit der aufgebrachten Belastung. Der Thermoschock wird durch eine schnelle, in der Probenmitte beginnende spiralförmige Aufheizung dünner Scheiben mit Laserstrahlung realisiert. Durch diese Versuchsführung wandert ein zunehmender Temperaturgradient von der Mitte beginnend in radialer Richtung durch die Probe. Dieser Temperaturgradient ist für die Ausbildung von Druckspannungen im Probeninneren und Zugspannungen im kalten Randbereich der Probe verantwortlich. Beim Erreichen einer kritischen, versagensrelevanten Spannung tritt Probenbruch auf. Dabei wird die bis zu diesem Zeitpunkt in der Probe gespeicherte elastische Energie teilweise in die Schaffung von Rissoberflächen umgewandelt. Der Zusammenhang zwischen gespeicherter elastischer Energie und Bruchmuster wird dargestellt.
In Produktionspausen können in Betonwerken nennenswerte Lagerungsintervalle entstehen. Auf Baustellen und in den Instandsetzungen werden Zement- und Trockenmörtelsäcke teilweise über längere Zeiträume gelagert. Auch im Zusammenhang mit Zementimporten und zunehmend filigran abgestimmten Betonrezepturen die bereits bei kleinen Änderungen der Ausgangsstoffe sensibel reagieren, nimmt die Relevanz der Zementlagerung zu. Aus diesem Grund wurde der Einfluss der Zementlagerung auf die Eigenschaften von Betonen in einer Versuchsreihe an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ermittelt.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Herstellung und die Eigenschaften von APSund HVOF-gespritzten Schichten aus dem gesamten System Cr2O3-TiO2 erstmalig systematisch untersucht. Für die Herstellung experimenteller Beschichtungspulver auf der TiO2-reichen Seite, aber auch für die Interpretation der Phasenzusammensetzungen der Schichten wurde das Cr2O3-TiO2-Phasendiagramm eingehend analysiert. Neben kommerziell verfügbaren Pulvern auf der Cr2O3-reichen Seite wurden im Rahmen der Arbeit fünf durch agglomerieren und sintern hergestellte experimentelle Pulver auf der TiO2-reichen Seite verwendet. In diesen experimentellen Pulvern konnten die angestrebten Phasenzusammensetzungen gezielt eingestellt werden. Mit beiden Spritzverfahren konnten homogene und porenarme Schichten hergestellt werden. Durch die Spritzprozesse kommt es zu erheblichen Veränderungen der Phasenzusammensetzungen. Bei der Schichthärte, dem spezifischen Widerstand der Schichten, als auch bei der Beständigkeit im ungeschmierten Reib-/Gleitverschleiß existiert eine Abhängigkeit der Eigenschaften vom Cr2O3-Gehalt. Die erwarteten niedrigen spezifischen Widerstände auf der TiO2-reichen Seite wurden bestätigt. Als hochtemperaturstabile, elektrisch leitfähige keramische Schichten besitzen sie ein hohes Anwendungspotential. Die Vorteile der Schichten im ungeschmierten Reib-/Gleitverschleiß liegen bei Hochtemperaturanwendungen.
Los contaminantes atmosféricos son con frecuencia responsables
de la aceleración de la degradación de la piedra
en los edificios y monumentos históricos de las zonas
urbanas. Son muchos los factores que influyen de manera
decisiva en el comportamiento de las piedras naturales
ante los contaminantes gaseosos. Dos de esos factores
son la composición de la atmósfera y el tipo de piedra.
Las areniscas en particular son propensas al ataque de
los contaminantes atmosféricos debido a su naturaleza
porosa, pero muchas de las reacciones de las areniscas
no carbonatadas con estos gases no se conocen bien. El
estudio presentado tiene por objeto comprender los procesos
y factores que controlan el distinto comportamiento
de las areniscas respecto al dióxido de azufre. Para el
estudio se investigaron siete areniscas distintas procedentes
del sur y del este de Alemania. Las areniscas mostraban
una diferencia significativa en la composición de
su aglomerado. Por lo que respecta a la absorción de
SO2, las distintas variedades de arenisca mostraron un
comportamiento completamente diferente. Curiosamente,
la cantidad de SO2 depositada no estaba relacionada con
la superficie específica de las areniscas, este parámetro
está relacionado con el contenido en óxidos de hierro.
Air pollutants often accelerate stone deterioration in historical
buildings and monuments in urban areas. Many factors
condition natural stone behaviour with respect to
gaseous pollutants. Two of the more prominent of such
factors are the composition of the atmosphere and the
type of stone. Due to their porosity, sandstones are particularly
vulnerable to air pollutant attack. Many of the reactions
between noncarbonaceous sandstones and these
gases are not well understood, however. The present
study aimed to acquire an understanding of the processes
and factors governing sandstone behaviour when exposed
to sulphur dioxide. Seven different sandstones from southern
and eastern Germany were analyzed for the study.
The binder composition of the stones varied significantly.
They also exhibited completely different behaviour in connection
with SO2 deposition. Interestingly, while the
amount of SO2 deposited was unrelated to the specific surface
area of the sandstones, this parameter was closely
correlated to the iron oxide content.