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AAR - Prävention für Beton: Erfahrungen mit Zusatzstoffen

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[Quelle: https://www.mobilityplatform.ch]

Im Rahmen des Projektes AGB 2006/003 wurde die Performance-Prüfung zum Nachweis der AAR-Beständigkeit für Betone ohne reaktive Zusatzstoffe validiert. Das Prüfverfahren und die festgelegten Grenzwerte sind im Merkblatt SIA 2042 aufgenommen worden. 2007 konnte die Prüfung für Betonrezepturen mit Zusatzstoffen nicht validiert werden, da die ersten Betonbauten, welche mit solchen Betonen hergestellt worden sind, noch zu jung waren, um eine Validierung mit ausreichender Sicherheit erlauben zu können. Auf die fehlende Validierung wurde in den Schlussfolgerungen der Forschungsberichte AGB 2006/003 und AGB 2006/006 hingewiesen. Da der Einsatz von Zusatzstoffen die wichtigste Präventionsmaßnahme für AAR bei Beton mit reaktiver Gesteinskörnung darstellt, ist die Überprüfung der Aussagekraft und der Grenzwerte der Performance-Prüfung von dringender Bedeutung. Die erste Validierung hat gezeigt, dass die Performance-Prüfung grundsätzlich brauchbar ist, da sie aussagekräftige Ergebnisse liefert für das Verhalten der Betone ohne Zusatzstoffe im Bauwerk (vergleichbare Reaktionen im Labor wie im Bauwerksbeton, keine Artefakte). Die Unsicherheit besteht jedoch, ob dies in Anwesenheit von Zusatzstoffen ebenfalls zutrifft und ob die Performance-Prüfergebnisse im Fall der Verwendung von Zusatzstoffen genau gleich beurteilt werden sollten. Die Validierung stützt sich auf schon vorhandene Daten und soll an 10-20 jährigen Betonbauten, bei denen Betone mit reaktiven Zusatzstoffen eingesetzt worden sind und die mit der Performance-Prüfung geprüft worden sind, analog zu AGB 2006/003 durchgeführt werden. Sie umfasst die visuelle Zustandserfassung und bei ca. 6 ausgewählten Bauwerken die Probenahme in exponierten Bereichen, in denen eine AAR am ehesten zu erwarten ist. Anhand von mikroskopischen Untersuchungen wird das Vorhandensein und das Ausmaß vorhandener schädigender Alkalireaktionen erfasst. Die Ergebnisse werden mit den Messwerten der Beton-Performance-Prüfung verglichen.

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Bücher, Broschüren

Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen in Parkbauten
DBV-Heft, Band 46
Hintergründe und Erläuterungen zum DBV-Merkblatt (Fassung 2018)
Fassung Januar 2021.
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Halbband 1. Stahlbetonbau-Fokus: Brückenbau
Bauwerk
Beispiele zu Entwurf, Bemessung und Konstruktion
2021, 536 S., 170 x 240 mm, Hardcover
Beuth

 

 

Brückenbauwerke unterliegen durch ein stark gestiegenes Verkehrsaufkommen insbesondere durch größere Fahrzeuggesamtgewichte und steigende Achslasten im Güterverkehr deutlich erhöhten Anforderungen. Deshalb sind in naher Zukunft neue Technologien, modulare Bauweisen sowie neue Ansätze für Planung und industrielle Fertigung dringend erforderlich. Beiträge renommierter Autoren aus Wissenschaft, Lehre und Praxis geben den aktuellen Stand technischer Regelwerke wieder und verdeutlichen diesen durch praxisnahe Beispiele (z. B. Stabwerkmodelle im Brückenbau oder Betonbrücken nach Eurocode 2).

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Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau. Hintergründe und Erläuterungen zum DBV-Merkblatt
DBV-Heft, Band 38
Fassung Dezember 2019.
2020, 124 S., Softcover

 

 

Das DBV-Heft 38 erscheint als Ergänzung zum DBV-Merkblatt ?Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau?. Während das Merkblatt geeignete planerische Entwurfsgrundsätze definiert und Hinweise zur wirkungsvollen Verteilung der Risse und zur Begrenzung ihrer Breite gibt, stellt dieses ergänzende DBV-Heft 38 vertiefend einige Hintergründe zur Thematik der Rissbeherrschung dar. Es enthält weitere Hinweise, Empfehlungen und Beispiele über die des Merkblatts hinaus ? insbesondere zur Tragwerksplanung.

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Cevin Stiehl
Beitrag zur Vorbemessung der Biegeverstärkung von Stahlbetonbauteilen mit Rechteckquerschnitt mittels aufgeklebten CFK-L
Masterarbeit
2020, 252 S., 80 Abb. 24 cm, Softcover
HTWK Leipzig

 

 

Das nachträgliche Verstärken von Stahlbetonbauteilen mit geklebter Bewehrung ist seit 2012 in einer eigenen Richtlinie geregelt. Darin sind u.a. die erforderlichen Nachweise für aufgeklebte Lamellen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) geregelt, welche neben der aufwendigen iterativen Biegebemessung ein sehr komplexes Verbundverhalten aufweisen. Dafür wurde vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton anhand von Versuchsauswertungen ein Modell zur Nachweisführung erarbeitet, wobei die auftretenden Zugkräfte zum Teil über Zwischenrisselemente (Teilstrecken zwischen Biegerissen) in das Bauteil übertragen werden. Aufgrund des Umfangs und der Komplexität der Nachweisführung wurden gleichzeitig vereinfachte, aber ungenauere Nachweisformate darin zur Verfügung gestellt. Um eine frühzeitige Abschätzung über den Einsatz von aufgeklebten CFK-Lamellen zu ermöglichen, wurden in dieser Arbeit unterschiedliche Hilfsmittel für Stahlbetonbauteile mit Rechteckquerschnitt in Abhängigkeit der unterschiedlichen Nachweisformate erarbeitet. Dazu wurden die Bemessungsgrundlagen getrennt nach reiner Biegetragfähigkeit und dem Verbundverhalten betrachtet. Für eine einfache Handrechnung ergaben sich analog zum Stahlbetonbau Bemessungstafeln mit dimensionslosen Beiwerten mit denen anhand einer Grenzdehnung aus dem vereinfachten Nachweis der Biegetragfähigkeit die erforderliche Lamellenfläche bestimmt werden kann. Für eine wirtschaftlichere Lösung wurde der genauere Nachweis der Lamellenkraftänderung am Zwischenrisselement in einer Excel-Arbeitsmappe konfiguriert, da hierbei ein außerordentlicher iterativer Berechnungsaufwand entsteht.; Since 2012, the subsequent reinforcement of reinforced concrete components with bonded reinforcement has been regulated in a separate guideline. This includes the dimensioning of the adhesively bonded strips made of carbon-fiber reinforced plastic (CFRP), which, in addition to the complex iterative bending design, have a very complex bonding behavior. For this purpose, the German Committee for Struct

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Klima, Risse und Co. - Betonbau im herausfordernden Umfeld : 16. Symposium Baustoffe und Bauwerkserhaltung, Karlsruher I
2020, 80 S., graph. Darst. 297 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Im Zuge einer sich ständig wandelnden Umwelt verändern sich auch die Anforderungen, denen die Betonbauweise ausgesetzt ist. Steigende Temperaturen in den Sommermonaten, andauernde Hitzeperioden oder eine Zunahme von Extremwetterereignissen stellten die am Bau Beteiligten in den letzten Jahren vor immer größer werdende Herausforderungen. Zum einen können Risse durch frühen Zwang und eine schlechtere Verarbeitbarkeit des Frischbetons infolge hoher Temperaturen die Betonbauqualität reduzieren. Zum anderen führt das Nichteinhalten normativ geforderter Frischbetontemperaturen häufig zu Rechtsstreitigkeiten. Zielsetzung des 16. Symposiums Baustoffe und Bauwerkserhaltung ist es, Ihnen einen Überblick über diese Entwicklungen zu geben und diese hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die zukünftige Betontechnologie sowie das zukünftige Bauen mit Beton zu bewerten. Das Programm der Veranstaltung beginnt mit einer Einführung von Seiten der Klimaforschung, in welcher klimatische Entwicklungen auf globaler und regionaler Ebene beleuchtet werden. Anschließend wird die Bedeutung dieser Entwicklungen für die verschiedenen Beteiligten der Baubranche erläutert. In weiteren Vorträgen werden bisher gewonnene Erfahrungen von Seiten der Planer und Bauunternehmer vorgestellt. Es wird auf normative, technische und bauvertragliche Grundlagen eingegangen. Zudem wird der Einfluss erhöhter Temperaturen auf die Eigenschaften des Zements und der Betonzusatzmittel erläutert. Abschließend werden Lösungsvorschläge für das Betonieren bei hohen Temperaturen vorgestellt.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Wolfram Jäger, Angelika Mettke, Hassan Youssef, Stephanie Schmidt, Viktoria Arnold, Christian Matthes, Jakob Fischer
Entwicklung und Anwendung von komplett demontablen Wohneinheiten aus ressourcenschonendem Beton - RC-WE-Modul
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3192
2020, 297 S., 291 Abb. u. 36 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Demonstration einer massiven, modularen, transportablen und voll demontablen/recyclinggerechten Wohneinheit für die schnelle Bereitstellung von Wohnraum und ggf. temporären Unterkünften, die am Ende ihrer Nutzungszeit umsetzbar sind. Dabei waren die Anforderungen der Next-Generation-Buildings zu erfüllen und Stoffkreisläufe nach dem Prinzip Cradle to Cradle (kreislaufgerechtes Bauen auf Bauteilebene) zu schließen, d. h. flexibel (schnell, demontierbar, anpassungsfähig etc.), schadstofffrei und ressourcenschonend mit System (modulare Bauweise) zu bauen. Dazu gehören die sortenreine Trennbarkeit und die Wiederverwendbarkeit ganzer Bauteile des Rohbaus sowie deren nachhaltige Herstellung durch die Nutzung von Recyclingmaterial. Einmal hergestellt, befinden sich ganze Module im Nutzungskreislauf ohne eine Zerstörung am Nutzungsende. Daher wird mit der Wiederverwendungsoption ein Beitrag zur Werterhaltung geleistet (Upcycling). Bei dem Projekt standen die Erprobung der erarbeiteten Grundlagen und die Optimierung von wiederholbaren, adaptiven Konstruktionslösungen sämtlicher Gebäudeteile im Mittelpunkt.

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Daniel Schmeer, Benjamin Schönemann, Olga Arkhipkina, Walter Haase, Harald Garrecht, Oliver Sawodny, Werner Sobek
Entwicklung einer ökologischen und ökonomischen Bauweise durch den Einsatz vorgefertigter multifunktionaler Wandbauteile aus gradiertem Beton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3194
2020, 130 S., 96 Abb. u. 37 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Bauwesen steht vor der Herausforderung, für mehr Menschen mit weniger Materialaufwand mehr zu bauen. Dies erfordert die Entwicklung neuer Technologien, die auf ein möglichst leichtes Bauen, die Minimierung des Verbrauchs an fossil erzeugter Energie sowie der vollständigen Rezyklierbarkeit der Bauteile abzielen. In diesem Kontext bestand das Ziel des Forschungsvorhabens in der Entwicklung von rein mineralischen, multifunktional gradierten Wandbauteilen, welche in der Lage sind, die Anforderungen an die Tragfähigkeit, die Dauerhaftigkeit, das architektonische Erscheinungsbild sowie den Wärmeschutz zu erfüllen. Eine deutliche Massenersparnis, eine signifikante C02-Reduktion sowie eine sortenreine Rezyklierbarkeit gegenüber herkömmlichen Massivbauteilen sollten erzielt werden. Das Ziel des Forschungsprojektes konnte durch die Entwicklung von rein mineralischen multifunktional gradierten Wandbauteilen, welche den tragstrukturellen und bauphysikalischen Anforderungen gerecht werden, erreicht werden. Hierzu konnten sowohl die Berechnungsansätze auf der Basis normativer Regelungen formuliert und validiert werden, als auch die zielführenden Verfahren zur Bauteilherstellung identifiziert und weiterentwickelt werden. Zum Abschluss des Projektes konnte mit der Technologie eine Masseneinsparung von rund 60 % gegenüber Massivwänden mit Wärmedämmverbundsystem erzielt werden, bei vergleichbaren Baukosten. In nachfolgenden Projekten gilt es die erzielten Lösungen final zu erforschen und weiterführende Versuche durchzuführen, um die Technologie letztlich praxisreif zu machen.

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Lars Meyer, Serdar Bilgin, Sebastian Filusch, Thomas Freimann, Ulli Heinlein, Knut Herrmann
Bauwerksabdichtung mit Frischbetonverbundfolie - Grundlagen zur Erstellung eines Regelwerks für eine innovative Bauart
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3183
2020, 249 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Frischbetonverbundsysteme (FBVS) werden in Deutschland i. d. R. als zusätzliche wasserseitige Abdichtungsebene auf wasserundurchlässigen Stahlbetonkonstruktionen (WU-Betonkonstruktion) angeordnet. Diese Form der Bauwerksabdichtung wird in Deutschland vermehrt seit 2012 eingesetzt und ist als neue Bauart bisher keinen Regelwerken zuzuordnen. Zum einen werden die FBVS i. d. R. nicht als eigenständige Abdichtung nach DIN 18533 angesehen, zum anderen werden sie derzeit nicht in der DAfStb-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton" behandelt. Der Verwendbarkeitsnachweis wurde bisher über allgemein bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) erbracht, der allerdings nicht auf einheitlichen Prüfgrundsätzen beruhte. Wesentliche Merkmale verschiedener Produkte können daher nur schwer miteinander verglichen werden. Neben diesen Unklarheiten zur Vergleichbarkeit von Produkten sind am Markt nach wie vor zahlreiche Planungs- und Anwendungsfragen zur Bauart vorhanden.

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Holger Falter, Volker Schmid, Jonas Schmidt, Tobias Nettekoven
Entwicklung eines modularen Fachwerkträgers aus HPC-Fertigteilen und gezahnten Hochleistungs-Verbindungsdetails. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3088
2019, 220 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Große Betonfertigteile lassen sich entweder gar nicht oder nur mit großem Aufwand transportieren. Daher werden hochbeanspruchte Verbindungen im Stahlbetonbau noch monolithisch vor Ort betoniert. Dies ist mit einem großen Platzbedarf, einer aufwändigen Baustelleneinrichtung und großen Herausforderungen zur Sicherstellung der Qualität, bedingt durch Witterungseinflüsse auf der Baustelle, verbunden. Es wird ein weitspannender, modularer Referenzfachwerkträger aus Hochleistungsbeton entworfen, dessen einzelne Elemente mit Hilfe einer innovativen Verbindungstechnologie einfach hergestellt und effizient gefügt werden können. Der Entwurf des modularen Referenzfachwerkträgers umfasst Studien zur Geometrieoptimierung, zu Segmentverbindungen, zum Montagekonzept und den Bauzuständen, zum Brandschutz und zur Dauerhaftigkeit. Die daraus resultierenden Anforderungen liefern die Grundlage zur Entwicklung der Verbindung.

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Matthias Pahn, Dirk Bayer, Sven O. Krumke, Christian Caspari, Tillman Gauer, Dirk Miguel Schluppkotten, Michael Holzhauser, Torsten Weiler
Großdemonstrator - Multifunktionale Betonfertigteile für energetisch nutzbare Gebäudetragstrukturen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3135
2019, 100 S., 64 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Empelmann, Martin; Kloft, Harald
Practical solutions in additive manufacturing - Innovative jointing principles
BFT International, 2021

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Mark, Peter; Forman, Patrick
Building fast with serial-produced construction elements - Priority Program 2187
BFT International, 2021

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Thyroff, Roy
Digital evolution - From fiber to textile fabric
BFT International, 2021

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Ungermann, Jan; Schmidt, Philipp; Hegger, Josef
Punching shear capacity of eccentrically loaded column bases - Large-scale tests
BFT International, 2021

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Wagner, Norbert
Sustainable building with geotextiles in block pavements - Notes on planning and design
BFT International, 2021

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