Aufsatz: Crack nucleation and propagation in concrete using blast-furnace slag sand subjected to compressive loading – Fraunhofer IRB

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Crack nucleation and propagation in concrete using blast-furnace slag sand subjected to compressive loading

Autor: Onoue, Kozo; Tsutsumi. Ryosuke, Kozo; Yanaginouchi, Hiroshi
Quelle: Ibausil. 20. Internationale Baustofftagung, 12.-14. September 2018, Weimar, Bundesrepublik Deutschland. Tagungband 1
Seiten: 1049-1056
2018

Sprache: Englisch

Publikationslisten zum Thema:
Betontechnologie, Zementpaste, Zuschlag, Gesteinskörnung, Übergangszone, Verbesserungsmaßnahme, Betoneigenschaft, Druckfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Festigkeitseigenschaft, Dauerhaftigkeit, Energieverbrauch, Optimierung, Zusatzmittel, Hochofenschlacke, Hüttensand, Auswirkung, Wirkungsmechanismus, Untersuchungsmethode, Betonprobekörper, Probekörper, Druckbeanspruchung, Belastungsversuch, Rissbildung, Rissentstehung, Rissausbreitung, Messung, concrete technology, cement paste, aggregate, mineral aggregate, transition zone, improvement measure, concrete property, compressive strength, fatigue strength, strength propertyteristic, durability, energy consumption, optimization, admixture, blastfurnace slag, granulated slag, effect, mechanism of action, investigation method, concrete sample, test specimen, compression loading, loading test, cracking, crack formation, crack extension,

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Christian Scherer, Sabine Mair
Studie zu VOC-Emissionen aus Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824
Bauforschung, Band T 3244
2010, 41 S., 10 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

Hinsichtlich der Umsetzung der europ. Bauproduktenrichtlinie (hier insbesondere ER 3 Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz) steht die Frage im Raum, inwieweit organische gebundene Putze für die Anwendung in Innenräumen nach DIN 15824 aufgrund ihrer Emissionen an flüchtigen organischen Stoffen in den Innenraum bauaufsichtlich in Bezug zu nehmen sind. Ergebnisse eines Forschungsvorhabens, das durch das Umweltbundesamt finanziert wurde, legen nahe, dass aus organisch gebundenen Putzen flüchtige organische Stoffe (VOC) emittiert werden können, die die Entscheidungswerte des AgBB-Schemas überschreiten. Mit einer Literaturstudie, durch Auswertung von Produkt- und Sicherheitsdatenblättern und Befragungen der Hersteller wurden Daten über lnhaltsstoffe und ggf. durchgeführte Emissionsuntersuchungen erhoben. Emissions- und Rezepturdaten konnten nur sehr eingeschränkt ermittelt werden. Zum Einen existieren nur begrenzt Emissionsuntersuchungen, deren detaillierte Ergebnisse von den Herstellern nicht öffentlich gemacht werden. Zum Anderen sind nur wenige Informationen zu den lnhaltsstoffen verfügbar, da die Rezepturen Betriebsgeheimnisse der jeweiligen Hersteller sind. Über die Klassifizierung gemäß GISCODE konnten Putze hinsichtlich ihres Lösemittelgehalts grob kategorisiert werden. Die erhaltenen Daten können nicht als solide Datenbasis für eine Entscheidung hinsichtlich einer bauaufsichtlichen Inbezugnahme von Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824 angesehen werden. Es wird daher empfohlen, in enger Zusammenarbeit mit Herstellern und Verbänden, eine Querschnittsuntersuchung zu den Emissionseigenschaften von Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824 zu initiieren.

H. Schellhorn
Verbesserung des Prüfverfahrens zum Nachweis des hohen Sulfatwiderstandes von Zement/Flugasche-Gemischen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2966
2001, 20 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

Als Schnellprüfverfahren zum Nachweis des hohen Sulfatwiderstandes (HS) von hydraulischen Bindemitteln und Zement/Flugasche-Gemischen wird in Deutschland seit vielen Jahren das Flachprismenverfahren eingesetzt. Seit der Veröffentlichung vor rund 40 Jahren wurden wesentliche Veränderungen am ursprünglichen Verfahren durchgeführt, die vornehmlich den Wasser/Bindemittel-Wert, den Normsand und die Dauer der Sulfatlagerung betreffen. In seiner jetzigen Form wird es in Prüfplänen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) bei Zulassungsprüfungen zur Prüfung der HS-Eigenschaften angewandt. Das Forschungsvorhaben sollte zur Klärung der Frage beitragen, ob das Flachprismenverfahren in der bisherigen oder in modifizierter Form zur Beurteilung des Sulfatwiderstandes hydraulischer Bindemittel bzw. Zement/Flugasche-Gemischen geeignet ist. Zu diesem Zweck wurden 5 Portlandzemente hinsichtlich des Einflusses ihres Gehalts an C3A (0 Proz., 4 Proz., 8 Proz., 11 Proz., 12 Proz.) auf den Sulfatwiderstand geprüft. Hierzu wurden Flachprismen aus Mörteln der ursprünglichen Vorschrift (Normsand nach DIN 1164:1958-12, w/z=0,60) und des jetzigen Verfahrens (CEN-Normsand nach DIN EN 196-1:1990-3, w/z=0,50) bezüglich ihres Dehnungsverhaltens bei Sulfatlagerung bis zum Alter von älter als 182 Tagen untersucht. Außerdem wurde an den 4 C3A-haltigen Zementen der Einfluss von Flugaschen aus 2 verschiedenen Werken auf den Sulfatwiderstand geprüft. Hierzu wurden jeweils 20 Proz. bzw. 40 Proz. des Zements gegen Flugasche ausgetauscht und Mörtel nach der Originalvorschrift und nach dem jetzigen Verfahren hergestellt. Auch diese Flachprismen wurden bis zum Alter von 182 Tagen auf ihre Sulfatdehnung geprüft. Der negative Einfluss des C3A-Gehalts auf den Sulfatwiderstand wurde belegt und die positive Wirkung von Flugasche, insbesondere bei Zementen mit hohem C3A-Gehalt, wurde nachgewiesen.

Ermittlung des Verhältniswertes Fugendruckfestigkeit/Normdruckfestigkeit von Mauermörtel in Abhängigkeit vom Prüfalter. Abschlussbericht

P. Schubert, D. Bohne
Ermittlung des Verhältniswertes Fugendruckfestigkeit/Normdruckfestigkeit von Mauermörtel in Abhängigkeit vom Prüfalter. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2964
2001, 118 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

Im Rahmen von Untersuchungen für allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Mauerwerkbaustoffen, vor allem von Mauersteinen aber auch von Mauerwerk nach Eignungsprüfung nach DIN 1053-2, wird u.a. die Druckfestigkeit von Mauerwerk aus den zu untersuchenden Mauerwerkbaustoffen ermittelt. Da i a. die Druckfestigkeit der verwendeten Mauersteine und Mauermörtel zum Zeitpunkt der Druckfestigkeitsprüfung des Mauerwerks von den jeweiligen Norm-Mindestdruckfestigkeiten abweicht, wird nach DIN 18 554-1 die versuchsmäßig ermittelte Mauerwerkdruckfestigkeit über eine entsprechende Gleichung unter Bezug auf die Norm-Mindestwerte der Druckfestigkeiten der Mauersteine und des Mauermörtels umgerechnet. Bei der Umrechnung bzw. der Festlegung des Mauerwerkprüfalters unter Bezug auf die Normdruckfestigkeit des Mörtels, bleibt der zu erwartende Unterschied im zeitlichen Verlauf der Druckfestigkeit des Mörtels in der Fuge und bei Normprüfung bislang unberücksichtigt. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass dieser Unterschied in einigen Fällen beträchtlich ist und sich somit auch nicht unerheblich auf das Sicherheitsniveau auswirken kann. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde an insgesamt zwölf unterschiedlichen Mauerstein-Mauermörtel-Kombinationen die zeitliche Entwicklung der Fugendruckfestigkeiten im Prüfalter von 7, 14, 21, 28 und 90 Tagen ermittelt. Dabei wurden Mauersteine (repräsentative Vertreter der wesentlichen Steingruppen) mit hohen Wasseraufnahmekoeffizienten verwendet. Sie wurden sowohl im lufttrockenen als auch im feuchten (Feuchtegehalt etwa 10 M.-Proz.) Zustand vermörtelt. Allgemein wurden mit feuchten Steinen, mit Ausnahme der Hochlochziegel, höhere Fugendruckfestigkeiten als mit trockenen Mauersteinen erreicht. Unter Bezug auf die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen an den verschiedenen Mauerstein-Mauermörtel-Kombinationen werden vorläufige, zeitabhängige Korrekturfaktoren für die Normdruckfestigkeit unter Bezug auf die Fugendruckfestigkeit und in Abhängigkeit vom Prüfalter angegeben.

Einfluss der Randbedingungen auf das Prüfverfahren zum Nachweis des hohen Sulfatwiderstandes von Zement-/Flugasche-Gemischen. Abschlussbericht

R. Pierkes, U. Wiens
Einfluss der Randbedingungen auf das Prüfverfahren zum Nachweis des hohen Sulfatwiderstandes von Zement-/Flugasche-Gemischen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2920
2000, 44 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

Das Flachprismenverfahren ist als Schnellprüfmethode für die Sulfatbeständigkeit von Bindemittelsystemen etabliert und wird seitens des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) in Prüfplänen zur Bindemittelzulassung angewendet. Der Sachverständigenausschuß Betontechnologie des DIBt hat eine Überprüfung der Aussagefähigkeit des Prüfverfahrens angeregt. Nach der Einführung des Verfahrens wurden zwischenzeitlich Veränderungen in der vorgeschriebenen Mischungszusammensetzung (Wasserbindemittelwert, Normsand) vorgenommen, die nach Literaturerkenntnissen Auswirkungen auf die Meßergebnisse haben dürften. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Einfluß verschiedener Rahmenbedingungen des Prüfverfahrens auf das Prüfergebnis, insbesondere bei Bindemitteln mit Steinkohlenflugasche zu eruieren und Vorschläge zur Modifizierung zu erarbeiten. Es zeigte sich, daß das Flachprismenprüfverfahren im Bereich der Wasserzementwerte kleiner 0,60 bis zum Zeitpunkt von 91 Tagen keine trennscharfe Unterscheidung von nach DIN 1164 sulfatbeständigen und nicht sulfatbeständigen Portlandzementen erlaubt. Zur Abgrenzung der nicht sulfatbeständigen Mischungen bietet sich aufgrund ihrer progressiven Dehnungsentwicklung eine Verlängerung der Beaufschlagungsdauer auf 180 Tage an. Als Resultat aus den durchgeführten Untersuchungen und den in der Fachliteratur veröffentlichen Ergebnissen wird eine Änderung des Flachprismenprüfverfahrens dahingehend vorgeschlagen, daß: - ein erhöhtes Grenzwertkriterium nach 180 Tagen Beaufschlagungsdauer definiert wird, - eingesetzte Zusatzstoffe nach Vorgabe der DAfStb-Richtlinie angerechnet werden.

Bernd J. Prause
Die Reaktion von Steinkohlen-Flugaschen in hydraulisch und karbonatisch aushärtenden Bindemitteln
Bauforschung, Band T 2294
1987, 156 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

Die Flugascheverwendung im Bauwesen stützt sich in der BRD auf eine mehr als 40jährige Tradition, in deren Verlauf zwei Haupteinsatzgebiete erschlossen worden sind: Mengenmäßig kommt der Verwendung von Flugasche als Zusatzstoff nach DIN 1045 die größte Bedeutung zu; im Straßenbau wird sie als Füllstoff im Belag oder als Ersatzstoff für natürliche Erdbaustoffe bei der Herstellung von Tragschichten sowie bei der Errichtung von Dammschüttungen eingesetzt. Die Arbeit zielt auf Fragen bei der Verwertung von Steinkohlenflugaschen aus Schmelz- und Trockenfeuerungen als Zusatzstoff bei der Herstellung von Mörteln und Beton ab. Die Eignung von Flugaschen als Zusatzstoff bei der Betonherstellung ist zwar mehrfach untersucht worden, doch ist es schwierig, allgemein gültige Aussagen zur Wirkungsweise im Zementstein abzuleiten. Die eindeutige Rückführung von Wirkungen auf die Ursachen muß mit der Beobachtung des Reaktionsverhaltens am einzelnen Ascheteilchen beginnen. Die Arbeit beinhaltet daher eine umfassende mikroskopische Bestandsaufnahme zum Reaktionsverhalten der Flugaschepartikel im Zementstein, die durch mikrochemische Untersuchungen an exemplarisch ausgewählten Ascheteilchen ergänzt werden. Korrelationen zwischen den statistisch erfaßten Größen werden durch eine naturwissenschaftliche Prüfung auf ursächliche Zusammenhänge getestet. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Quadflieg, Till; Morozov, Nikita; Karimova, Albina; Gries, Thomas; Stolyarov, Oleg
Experimental analysis of the mechanical properties of concrete using alternative binding agents (kostenlos)
Civil engineering design, 2020

Lipowsky, Annett; Müller, Anette; Palzer, Ulrich; Leydolph, Barbara
Rock powder as aggregate for hydraulic binders
ZKG International, 2020

Bechert, Andreas
Stützwand aus Flüssigboden. Fiktion oder Wirklichkeit? Kann das funktionieren
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Kaps, Ch.; Schuch, K.
Alternative binders from aqueous alkali silicate solutions with regard to structure formation and maturation processes
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Dudew, Ella; Krug von Nidda, Eva; Plötz, Sandra
Zwei Studien zur Rissschließung mittels Faser-Bindemittel-Gemisch
ZKK Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung, 2019

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