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The research project „Advanced and Sustainable Shotcrete - ASSpC“ aims at the improvement of sprayed concrete mix design regarding durability and sustainability. One possible improvement is to replace part of the clinker content in the binder with different supplementary cementitious materials. It is crucial that new mix designs fulfil the basic technical requirements on site concerning workability and early age development, too. One central issue of the project is to
investigate which parameters influence the pumpability of sprayed concrete. Several test methods are used to determine the stability, tendency to segregation, bleeding and of course the consistency
of concrete. An essential test method is a concrete sliding pipe rheometer (Sliper). This rheometer determines the pumping characteristics of concrete in the laboratory and on construction site. In comparison to other rheometers, the Sliper evaluates the rheological characteristics of the thin
layer of paste which is lubricating the wall of the convey ing pipe. The paper presents the tests procedures in detail as well as first results from lab-tests and from site-tests with different
advanced shotcrete mix-designs .
Die Drainageleitungen in nicht druckwasserhaltenden Tunnelbauwerken haben die Aufgabe, anfallendes Bergwasser zu sammeln und aus dem Bauwerk zu führen. In den Leitungen treten häufig Kalkablagerungen, so genannte Versinterungen auf, die zu einem Teil- oder Vollverschluss der Rohre führen können und die Ableitung des Bergwassers be- bzw. verhindern. Zur Vermeidung von Schäden am Tunnelbauwerk sind regelmäßige und aufwendige Unterhaltsarbeiten notwendig. Ein wichtiger Einflussfaktor bei der Entstehung von Versinterungen ist der Kontakt des Bergwassers mit zementgebundenen Baustoffen, wie z. B. mit Spritzbeton. Aus dem Spritzbeton kann Calciumhydroxid ausgelaugt werden, das für den Korrosionsschutz der Bewehrung erforderlich ist, aber die Entstehung von Versinterungen begünstigen kann. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden zahlreiche Mischungszusammensetzungen auf ihr Auslaugverhalten untersucht und Spritzbetonzusammensetzungen mit einem möglichst geringen Versinterungspotenzial entwickelt.
Nowadays there is a special need to develop “new” construction materials to reduce the environmental footprint of structures. Investigations focus on durability of constructions and the use of sustainable materials and the reduction of CO2 emission (especially of the binder). Constructions have to be sustainable and durable. This will lead to low maintenance work and costs as well as a good life cycle performance. The aim of the Austrian research project „Advanced and Sustainable Shotcrete - ASSpC“ is to improve shotcrete mix design regarding durability and sustainability. There are different ways which may lead to success, one possibility is to replace part of the clinker content in the binder with supplementary cementitious materials. But it is crucial that new mix designs fulfil the technical requirements on site concerning workability and early age strength development, too. One central issue of the research project is to investigate how the pumpability of shotcrete can be determined in lab. At the moment there is no proven method available to measure the pumpability of shotcrete. Several test methods are used to determine the stability, tendency to segregation, bleeding and of course the consistency of concrete. Common test methods like the spread flow table and V-funnel flow time are used as well as two point test methods like the concrete rheometer eBT2 and Sliper. The segregation tendency is evaluated by the filter pressing test and the bucket setting test. Results from lab will be compared to results from site to define threshold values and parameters which describe the pumping characteristics of shotcrete base mix. In addition to that the early age strength development of the shotcrete mix design is investigated with the Minishot System designed by Sika. The shotcrete system is downscaled to a mini spray unit. In opposite to common test methods it is not necessary to mix the accelerator into the cement paste or mortar, but it will be added at the nozzle. The paste is sprayed by a downscaled nozzle and thus a realistic shear stress can be achieved. The paste is applied to a pulsment ultrasound spectrometer and the shear modulus development is measured continuously over time. The results can be linked to the strength development of shotcrete. The paper presents the tests procedures mentioned above in detail as well as first results with different shotcrete mix-designs.
Im Bosruck-Eisenbahntunnel kam es in Folge v on intensivem Sulfatangriff durch Thaumasitbildungen zu erheblichen Betonschäden. Bisher sieht das Regelwerk (ÖNORM B 4710-1 und ÖVBB-RL Spritzbeton) bei Sulfatangriff den Einsatz von C 3A-freien Bindemitteln vor – dies gilt auch für 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 erhöhtem Widerstand gegen Thaumasit-Sulfatangriff und ausreichender Frühfestigkeit zu entwickeln. In diesem Beitrag werden neu entwickelte Mischungsansätze und deren Umsetzung im Labormaßstab vorgestellt. Die mechanischen Kennwerte dieser Rezeptur (z.B. Frühfestigkeitsentwicklung) sowie die Ergebnisse der Dauerhaftigkeitsuntersuchungen zeigen, dass eine Rezeptur mit optimiertem Bindemittelgehalt die hohen Anforderungen im Tunnel erfüllen kann. Die Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung im Zuge der Instandsetzungsarbeiten des Bosruck-Eisenbahntunnels im Jahre 2016 waren positiv.
El hormigón proyectado es un tipo de hormigón especial utilizado como soporte de rocas durante la construcción de túneles y excavación de minas, entre otras aplicaciones. Las principales características de este tipo de hormigón son el fraguado rápido y el desarrollo de una muy alta resistencia mecánica a edades tempranas, lo cual permite que el hormigón se fije a la base sin necesidad de un soporte extra, endureciéndose en pocos minutos. Las reacciones de hidratación que ocurren en las primeras horas en el hormigón proyectado determinan el desarrollo de las propiedades mecánicas 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 hormigón proyectado endurece muy rápido, 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 metodología experimental desarrollada para el estudio de las reacciones de hidratación que ocurren en el hormigón proyectado durante las primeras horas y su correlación con la resistencia mecánica.
Spritzbeton wird im Tunnelbau als temporäre und permanente Stütz- und Ausbaumaßnahme eingesetzt. Mit der Einführung der alkalifreien Spritzbeton-Technologie wurde um 2004 ein großer Qualitätssprung erzielt. Trotzdem besteht noch Optimierungsbedarf. Alle Bauwerke sollten heute nachhaltig und dauerhaft erstellt werden. Spritzbeton sollte daher aus möglichst umweltneutralen Stoffen hergestellt werden und auch in aggressiver Umgebung dauerhaft, ohne ungünstige Auswirkungen auf das Gesamtbauwerk, seine Aufgaben erfüllen. Das kann nur mit optimierten Rezepturen unter Einsatz ausgewählter Ausgangsstoffe realisiert werden. Das von der FFG in Österreich geförderte Forschungsprogramm „Entwicklung neuer dauerhafter und nachhaltiger Spritzbetone“ (Advanced and Sustainable Sprayed Concrete) setzt genau hier an.