@article{SteindlMittermayrSakoparnigetal., author = {Steindl, Florian R. and Mittermayr, Florian and Sakoparnig, Marlene and Juhart, Joachim and Briendl, Lukas G. and Lindlar, Benedikt and Ukrainczyk, Neven and Dietzel, Martin and Kusterle, Wolfgang and Galan, Isabel}, title = {On the porosity of low-clinker shotcrete and accelerated pastes}, series = {Construction and Building Materials}, volume = {368}, journal = {Construction and Building Materials}, publisher = {Elsevier}, address = {14}, issn = {0950-0618}, doi = {10.1016/j.conbuildmat.2023.130461}, abstract = {Although the number and size of interconnected pores have been identified as the most important aspects of concrete microstructure, comprehensive datasets on shotcrete porosity and pore size distributions are still scarce and their key controls are poorly investigated. In this study we investigate the effects of the spraying process, setting accelerator addition and mix design on the microstructure of real-scale dry- and wet-mix shotcrete and hand-mixed and sprayed accelerated pastes. A newly proposed deconvolution analysis of the pore size distributions, measured by mercury intrusion porosimetry, offers increased precision in determining the critical and median pore diameter parameters. In total >50 samples were analysed. Results show that the dry-mix shotcrete exhibits a shift towards coarser pore sizes (∼100-1 μm) than wet-mix shotcrete. Combinations of different supplementary cementitious materials are favourable for producing wet-mix shotcretes with refined pore structures. The addition of setting accelerators, up to 10 wt-\% of binder mass, and the spraying process cause systematic variations in the pore volume and pore structure of (sprayed) paste and shotcrete.}, language = {en} } @article{GalanBaldermannKusterleetal., author = {Galan, Isabel and Baldermann, Andre and Kusterle, Wolfgang and Dietzel, Martin and Mittermayr, Florian}, title = {Durability of shotcrete for underground support}, series = {Construction and building materials}, volume = {202}, journal = {Construction and building materials}, number = {March}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.conbuildmat.2018.12.151}, pages = {465 -- 493}, abstract = {Shotcrete is often used for the construction and stabilization of tunnels and other underground structures, where it is susceptible to different forms of physical and chemical attacks affecting its durability. An advanced understanding of the factors that limit the durability of shotcrete is crucial to develop tailored strategies for enhancing its service life. The main focus of this contribution is to shed light on the durability of shotcrete by revising the literature, highlighting what is missing and needs to be addressed, assessing how the knowledge about concrete durability can be transferred to shotcrete, and providing recommendations for durable shotcrete structures. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.}, language = {en} } @inproceedings{SteindlMittermayrThumannetal., author = {Steindl, F. and Mittermayr, Florian and Thumann, Maria and Juhart, Joachim and Galan Garcia, Isabel and Baldermann, Andre and Briendl, Lukas G. and Sakoparnig, Marlene and R{\"o}ck, Rudolf and Kusterle, Wolfgang}, title = {Sulfate resistance of dry mix shotcretes with new binder composition}, series = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, booktitle = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, pages = {3527 -- 3872}, abstract = {Improved understanding of the mechanisms underlying deleterious chemical attacks is necessary to better predict the long-term performance and durability of shotcrete in aggressive environments. In the scope of the research project "ASSpC - Advanced and Sustainable Sprayed Concrete", new durable and sustainable shotcretes and new test methods are developed. In order to increase shotcrete durability, the spray cement (specified in Austrian Guideline "Sprayed concrete") used is substituted with supplementary cementitious materials (SCMs). However, in the past SCMs have seen only limited use in the application of dry-mix shotcrete. This contribution presents 6 new mix designs intended to be used for dry-mix shotcrete, each with varying amounts and types of SCMs, and compares their performance and sprayability with a commercially available spray cement. As sulfate attack is one of the major threats to shotcrete (e.g. in tunnelling), the resistance of the new mixes against sulfate attack is tested using a modified version of the Swiss sulfate test according to SIA 262/1:2013. This approach provides new insights into damaging mechanisms of dry mix shotcrete in sulfate-loaded environments}, language = {en} } @inproceedings{BaldermannMittermayrThumannetal., author = {Baldermann, Andre and Mittermayr, Florian and Thumann, Maria and Kusterle, Wolfgang}, title = {Development of shotcrete with increased durability against thaumasite sulfate attack}, series = {ICCC 2019: 15th International Congress on Chemistry of Cement, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, booktitle = {ICCC 2019: 15th International Congress on Chemistry of Cement, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, pages = {3425 -- 3435}, language = {en} } @inproceedings{MittermayrGalanSaadeetal.2019, author = {Mittermayr, Florian and Galan, Isabel and Saade, Marcella Ruschi Mendes and Saxer, Andreas and Kusterle, Wolfgang}, title = {"ASSpC" Shotcrete research for the needs of tomorrow}, series = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, ICCC 2019, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, booktitle = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, ICCC 2019, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, pages = {3518 -- 3872}, year = {2019}, abstract = {Shotcrete or sprayed concrete in tunneling in connection with the "New Austrian Tunneling Method" has been developed over the last decades to reach a high quality standard. However, at present the development of new shotcrete mixes is required to fulfill durability and stainability requirements, i.e. for superior performance in aggressive environments and reduction of maintenance costs. In the course of the project ASSpC ("Advanced and sustainable sprayed concrete") the research team focuses on producing and testing new and innovative shotcrete mixes using local and environmentally friendly raw materials. Sustainable and durable shotcrete with optimized mechanical and physical properties and improved chemical resistance is developed. This paper outlines the motivation for the project, gives an overview of the project structure and introduces key reaction mechanisms and environmental controls causing damage of shotcrete in tunnels.}, language = {en} } @inproceedings{JuhartBriendlRoecketal., author = {Juhart, Joachim and Briendl, Lukas G. and R{\"o}ck, Rudolf and Galan, Isabel and Thumann, Maria and Mittermayr, Florian and Kusterle, Wolfgang}, title = {Performance optimization of shotcrete by combined fillers}, series = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, ICCC 2019, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, booktitle = {ICCC 2019: 15th International Congress on the Chemistry of Cement, ICCC 2019, 16.-20.09.2019, Prague, Czech Republik}, pages = {1387 -- 3872}, language = {en} } @inproceedings{SakoparnigBaldermannThumannetal., author = {Sakoparnig, Marlene and Baldermann, Andre and Thumann, Maria and Mittermayr, Florian and Kusterle, Wolfgang}, title = {Bestimmung der experimentellen Calcium-Auslaugung an Spritzbetonbohrkernen: Methodenvergleich und Update}, series = {Spritzbeton-Tagung 2018, Alpbach, {\"O}sterreich 11.-12.01.2018}, booktitle = {Spritzbeton-Tagung 2018, Alpbach, {\"O}sterreich 11.-12.01.2018}, abstract = {Im Rahmen des FFG-Forschungsprojektes „Entwicklung neuer dauerhafter und nachhaltiger Spritzbetone (Advanced and sustainable sprayed concrete; ASSpC)" werden Methoden zur Pr{\"u}fung der Calcium-Auslaugung von Spritzbeton eingesetzt bzw. weiterentwickelt. Bestimmt wurde daf{\"u}r das Reduzierte Versinterungspotential nach Regelwerken der {\"O}sterreichischen Bautechnik Vereinigung und das Auslaugverhalten von Spritzbeton bei leichtem S{\"a}ureangriff (Salpeters{\"a}ure und Kohlens{\"a}ure), um dauerhaftigkeitsrelevante Parameter im Bereich der Wechselwirkungen von Spritzbeton mit leicht sauren (Kohlens{\"a}ure- und Nitrathaltigen) Oberfl{\"a}chen-, Grund- und Sickerw{\"a}ssern zu untersuchen und potentielle Sch{\"a}digungsmechanismen zu identifizieren und zu quantifizieren. Die Vor- und Nachteile der verwendeten Pr{\"u}fmethoden zum l{\"o}senden Angriff werden in Bezug auf die Dauerhaftigkeit von Spritzbeton diskutiert.}, language = {de} } @inproceedings{KusterleThumannMittermayr, author = {Kusterle, Wolfgang and Thumann, Maria and Mittermayr, Florian}, title = {ASSpC - Ein Forschungsprogramm f{\"u}r den Spritzbeton von morgen}, series = {Tagungs-CD der Spritzbeton-Tagung 2018, 11.-12. Januar 2018, Alpbach, Tirol, CD-ROM}, booktitle = {Tagungs-CD der Spritzbeton-Tagung 2018, 11.-12. Januar 2018, Alpbach, Tirol, CD-ROM}, abstract = {Spritzbeton wird im Tunnelbau als tempor{\"a}re und permanente St{\"u}tz- und Ausbaumaßnahme eingesetzt. Mit der Einf{\"u}hrung der alkalifreien Spritzbeton-Technologie wurde um 2004 ein großer Qualit{\"a}tssprung erzielt. Trotzdem besteht noch Optimierungsbedarf. Alle Bauwerke sollten heute nachhaltig und dauerhaft erstellt werden. Spritzbeton sollte daher aus m{\"o}glichst umweltneutralen Stoffen hergestellt werden und auch in aggressiver Umgebung dauerhaft, ohne ung{\"u}nstige Auswirkungen auf das Gesamtbauwerk, seine Aufgaben erf{\"u}llen. Das kann nur mit optimierten Rezepturen unter Einsatz ausgew{\"a}hlter Ausgangsstoffe realisiert werden. Das von der FFG in {\"O}sterreich gef{\"o}rderte Forschungsprogramm „Entwicklung neuer dauerhafter und nachhaltiger Spritzbetone" (Advanced and Sustainable Sprayed Concrete) setzt genau hier an.}, language = {de} } @inproceedings{MittermayrThumannBaldermannetal., author = {Mittermayr, Florian and Thumann, Maria and Baldermann, Andre and Lindlar, Benedikt and Stenger, Christian and Huber, Helmut and Bauer, Eric and Scheutz, Rudolf and Kusterle, Wolfgang}, title = {Instandsetzung Bosruck-Eisenbahntunnel:Entwicklung von Spritzbeton mit erh{\"o}htem Widerstand gegen Thaumasit-Sulfatangriff}, series = {Spritzbeton-Tagung 2018. Alpbach, Tirol, 11. und 12. Januar 2018. Tagungsbeitr{\"a}ge. CD-ROM}, booktitle = {Spritzbeton-Tagung 2018. Alpbach, Tirol, 11. und 12. Januar 2018. Tagungsbeitr{\"a}ge. CD-ROM}, address = {Oberperfuss}, abstract = {Im Bosruck-Eisenbahntunnel kam es in Folge v on intensivem Sulfatangriff durch Thaumasitbildungen zu erheblichen Betonsch{\"a}den. Bisher sieht das Regelwerk ({\"O}NORM B 4710-1 und {\"O}VBB-RL Spritzbeton) bei Sulfatangriff den Einsatz von C 3A-freien Bindemitteln vor - dies gilt auch f{\"u}r Spritzbeton. Untersuchungen haben gezeigt, dass C 3A-freier Zement keinen wesentlich verbesserten Widerstand gegen den Thaumasit-Sulfatangriff aufweist. Im Zuge der Tunnelinstandsetzung war es das vorrangige Ziel, Spritzbeton mit erh{\"o}htem Widerstand gegen Thaumasit-Sulfatangriff und ausreichender Fr{\"u}hfestigkeit zu entwickeln. In diesem Beitrag werden neu entwickelte Mischungsans{\"a}tze und deren Umsetzung im Labormaßstab vorgestellt. Die mechanischen Kennwerte dieser Rezeptur (z.B. Fr{\"u}hfestigkeitsentwicklung) sowie die Ergebnisse der Dauerhaftigkeitsuntersuchungen zeigen, dass eine Rezeptur mit optimiertem Bindemittelgehalt die hohen Anforderungen im Tunnel erf{\"u}llen kann. Die Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung im Zuge der Instandsetzungsarbeiten des Bosruck-Eisenbahntunnels im Jahre 2016 waren positiv.}, language = {de} } @inproceedings{GalanGarciaStauffacherMittermayretal., author = {Galan Garcia, Isabel and Stauffacher, Anina and Mittermayr, Florian and Thumann, Maria and Kusterle, Wolfgang and Juilland, Patrick and Stenger, Christian and Lindlar, Benedikt}, title = {Estudio de las reacciones de hidrataci{\´o}n temprana en el hormig{\´o}n proyectado}, series = {HAC2018 - V Congreso Iberoamericano de Hormig{\´o}n Autocompactable y Hormigones Especiales ; Valencia 05.03.2018 - 06.03.2018}, booktitle = {HAC2018 - V Congreso Iberoamericano de Hormig{\´o}n Autocompactable y Hormigones Especiales ; Valencia 05.03.2018 - 06.03.2018}, publisher = {Universitat Polit{\`e}cnica Val{\`e}ncia}, isbn = {9788490485910}, doi = {10.4995/hac2018.2018.6907}, abstract = {El hormig{\´o}n proyectado es un tipo de hormig{\´o}n especial utilizado como soporte de rocas durante la construcci{\´o}n de t{\´u}neles y excavaci{\´o}n de minas, entre otras aplicaciones. Las principales caracter{\´i}sticas de este tipo de hormig{\´o}n son el fraguado r{\´a}pido y el desarrollo de una muy alta resistencia mec{\´a}nica a edades tempranas, lo cual permite que el hormig{\´o}n se fije a la base sin necesidad de un soporte extra, endureci{\´e}ndose en pocos minutos. Las reacciones de hidrataci{\´o}n que ocurren en las primeras horas en el hormig{\´o}n proyectado determinan el desarrollo de las propiedades mec{\´a}nicas y su estudio es de crucial importancia para entender y optimizar el comportamiento de este tipo de hormigones. El estudio de estas reacciones, sin embargo, resulta relativamente complicado por varias razones: (i) el hormig{\´o}n proyectado endurece muy r{\´a}pido, lo cual dificulta su manejo durante los ensayos experimentales, y (ii) composiciones similares mezcladas en el laboratorio no se comportan de forma similar a las proyectadas. En este trabajo se presenta una metodolog{\´i}a experimental desarrollada para el estudio de las reacciones de hidrataci{\´o}n que ocurren en el hormig{\´o}n proyectado durante las primeras horas y su correlaci{\´o}n con la resistencia mec{\´a}nica.}, language = {es} } @inproceedings{StauffacherGalanJuillandetal., author = {Stauffacher, Anina and Galan, Isabel and Juilland, Patrick and Thumann, Maria and Stenger, Christian and Baldermann, Andre and Mittermayr, Florian and Lindlar, Benedikt and Kusterle, Wolfgang}, title = {Einfluss von H{\"u}ttensand und ultrafeinem Kalksteinmehl auf die Hydratation von jungem Spritzbeton}, series = {Spritzbeton-Tagung 2018, Alpbach, Tirol, 11. und 12. Januar 2018. Tagungsbeitr{\"a}ge. CD-ROM}, booktitle = {Spritzbeton-Tagung 2018, Alpbach, Tirol, 11. und 12. Januar 2018. Tagungsbeitr{\"a}ge. CD-ROM}, editor = {Kusterle, Wolfgang}, address = {Oberperfuss}, subject = {Spritzbeton}, language = {de} } @inproceedings{JuhartBriendlMittermayretal., author = {Juhart, Joachim and Briendl, Lukas G. and Mittermayr, Florian and Thumann, Maria and R{\"o}ck, Rudolf and Kusterle, Wolfgang}, title = {Optimierte Eigenschaften von Spritzbeton durch kombinierte Zusatzstoffe}, series = {Tagungs-CD der Spritzbeton-Tagung 2018, 11.-12. Januar 2018, Alpbach, Tirol, CD-ROM}, booktitle = {Tagungs-CD der Spritzbeton-Tagung 2018, 11.-12. Januar 2018, Alpbach, Tirol, CD-ROM}, language = {de} } @inproceedings{ThumannJuhartRoecketal., author = {Thumann, Maria and Juhart, Joachim and R{\"o}ck, Rudolf and Saxer, Andreas and Galan, Isabel and Mittermayr, Florian and Kusterle, Wolfgang}, title = {Entwicklung neuer, dauerhafter und nachhaltiger Spritzbetone}, series = {Kolloquium Forschung \& Entwicklung f{\"u}r Zement und Beton 2018}, booktitle = {Kolloquium Forschung \& Entwicklung f{\"u}r Zement und Beton 2018}, pages = {65 -- 69}, language = {de} } @inproceedings{JuhartBriendlMittermayretal., author = {Juhart, Joachim and Briendl, Lukas G. and Mittermayr, Florian and R{\"o}ck, Rudolf and Thumann, Maria and Kusterle, Wolfgang}, title = {Mischungsentwicklung von nachhaltigem Spritzbeton mit kombinierten Zusatzstoffen}, series = {Beton Graz '18 : 4. Grazer Betonkolloquium : 20./21. September 2018}, booktitle = {Beton Graz '18 : 4. Grazer Betonkolloquium : 20./21. September 2018}, publisher = {Verlag der Technischen Universit{\"a}t Graz}, address = {Graz}, isbn = {978-3-85125-621-5}, pages = {139 -- 152}, abstract = {Spritzbeton ist nachhaltig, wenn er sowohl umweltfreundlich als auch dauerhaft ist. Traditionelle Mischungszusammensetzungen f{\"u}r Spritzbeton enthalten einen hohen Anteil an fein gemahlenem Portlandzement und an Erstarrungsbeschleunigern. Beide Komponenten sind f{\"u}r eine sehr schnelle Festigkeitsentwicklung, aber auch hohe Umweltauswirkungen (wie CO2-Emissionen, Prim{\"a}renergiebedarf) verantwortlich. Portlandzement ist ein hervorragendes Bindemittel, bringt aber ein hohes Versinterungspotenzial und bei normaler Zusammensetzung einen geringen Widerstand gegen chemischen Angriff, wie zum Beispiel den Sulfatangriff aus dem Bergwasser, mit sich. Hingegen k{\"o}nnen latent hydraulische und puzzolanische Zusatzstoffe die Dauerhaftigkeit erh{\"o}hen, sind aber auch f{\"u}r eine langsame Festigkeitsentwicklung bekannt. Im Beitrag wird ein neues Konzept des Mischungsentwurfs vorgestellt, das auf der Auswahl geeigneter Zusatzstoffe (i.e. feinste Kalksteinmehle, die die Hydratation beschleunigen, kombiniert mit gemahlenem H{\"u}ttensand und Puzzolanen), der Optimierung von Packungsdichte und Wasserbedarf sowie einem optimalen Mischungsverh{\"a}ltnis aller Feinstoffe beruht. Es wird an exemplarischen Mischungszusammensetzungen gezeigt, welche Eigenschaften bzw. Leistungsmerkmale in Labortests sowie in großmaßst{\"a}blichen Spritzversuchen erreicht werden k{\"o}nnen.}, language = {de} }