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Einfluss von Poren und Porenwasser auf die Festigkeitssteigerung von Beton unter hohen Belastungsgeschwindigkeiten

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[Quelle: https://d-nb.info]

Die Festigkeitssteigerung von Betonen unter hohen Belastungsgeschwindigkeiten ist seit über 100 Jahren im Fokus der Forschung. Bisher konnten bereits eine Vielzahl von möglichen Er-klärungen dieser Festigkeitssteigerung benannt werden, wobei die Heterogenität des Betons im Allgemeinen als eine wesentliche Ursache angenommen werden kann. Die Heterogenität des Betons resultiert aus den im Zementstein eingebetteten Zuschlägen, aber auch durch da-rin eingeschlossene Luft- und Wasserporen, welche Hauptgegenstand dieser Arbeit sind. Es wurde untersucht, inwieweit vorhandenes Porenwasser die Festigkeitssteigerung von Be-ton unter hohen Belastungsgeschwindigkeiten beeinflusst. Auf Basis von experimentellen Ver-suchen im Split-HOPKINSON-Bar an verschiedenen Normalbetonen konnte gezeigt werden, dass vorhandenes Porenwasser die statische und dynamische Betondruckfestigkeit in gleicher Weise signifikant reduziert. Diese Abnahme der Betondruckfestigkeit kann als unabhängig von der Belastungsgeschwindigkeit angesehen werden. Des Weiteren wurden numerische Untersuchungen zum Einfluss von Poren auf die Ausbrei-tung von Belastungswellen durchgeführt. Dabei rückten sowohl das globale Wellenausbrei-tungsverhalten in einer porendurchsetzten Struktur als auch die lokale Wellenbrechung an ei-ner Einzelpore, sowie das Porenmedium (Luft oder Wasser) in den Fokus. Es konnte gezeigt werden, dass vorhandene Poren die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit reduzieren und dass das Verhältnis aus Porengröße zur Belastungswellenlänge einen wesentlichen Einflussfaktor für die transiente Spannungsverteilung im Porenbereich darstellt. Insbesondere konnte mit ab-nehmender Belastungswellenlänge eine Reduzierung der örtlichen Kerbspannungen am Po-renrand beobachtet werden, woraus festigkeitssteigernde Effekte resultieren können.

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Die Festschrift anlässlich des 60. Geburtstages von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Feix bietet einen Überblick zu Forschung und Praxis aus dem Fachgebiet konstruktiver Betonbau und einen Einblick in die Forschungsfelder des Arbeitsbereichs für Massivbau und Brückenbau der Universität Innsbruck. Die Themengebiete der Beiträge beleuchten dabei: - Einsatz von Hochleistungswerkstoffen im konstruktiven Betonbau; - Monitoring und Beurteilung von Bestandsbauwerken; - Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Energieziele; - Neubau und Sanierung von Ingenieurbauwerken; - Bauwerksdatenmodellierung im Ingenieurbau; - Materialeffizientes Konstruieren; - Numerische Simulation; - Bemessungsmodelle; - Bauverfahren.

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Die Anwendungshilfe vereint die gültigen Inhalte der Technischen Regel (DIBt) "Instandhaltung von Betonbauwerken" (TR IH - Stand Mai 2020) mit denen der DAfStb-Richtlinie "Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen" (RL SIB - Stand Oktober 2001). Zudem inklusive sind die Berichtigungen vom 1. Januar 2002 und 3. September 2014, entsprechend der Muster-Verwaltungsvorschrift "Technische Baubestimmungen" (MVV TB) sowie den DIBt-Hinweisen zur Technischen Regel (DIBt) "Instandhaltung von Betonbauwerken" (Stand Mai 2020). Diese Anwendungshilfe ermöglicht ein verlust- und widerspruchsfreies Lesen der aktuellen Regelwerke und erspart die Gegenüberstellung von acht einzelnen Dokumenten. Nicht mehr gültige Inhalte der RL SIB wurden ohne eine Ersatzanmerkung gestrichen. Gewisse Verweise zwischen den verschiedenen Teilen der Regelwerke untereinander wurden zum Zwecke der Lesbarkeit rein redaktionell angepasst. Inhaltlich ist die Anwendungshilfe mit den eingeführten Technischen Regeln identisch. Als Ausgangsdokument für diese Anwendungshilfe wurde die TR IH des DIBt verwendet. In dieses wurden alle noch gültigen Inhalte der RL SIB eingefügt und grau hinterlegt - teilweise durch: - Einfügen der Inhalte in die bestehenden Kapitel, - Erstellung neuer Kapitel ("AH"), damit Verweise und Abschnittsnummern korrekt erhalten bleiben.

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Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen in Parkbauten
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Forschungsberichte

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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
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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 CO2-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.
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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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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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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
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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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Valigi, Maria Christina; Logozzo, Silvia; Galletti, Luca; Bachini, Lorenzo
Worn concrete mixer components and digital wear maps (kostenlos)
BFT International, 2023

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Zum Tod von Eberhard Schöck
Bauphysik, 2022

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Meyer, Lars
Green means lean - der Weg zur "Klimaneutralen Betonbaustelle". Nachhaltiges Bauen mit Beton heißt auch konsequent Lean Construction
Bautechnik, 2022

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Grünewald, Alexander; Biscoping, Michaela
Transportbeton - Festlegung, Bestellung, Lieferung, Abnahme. Zement-Merkblatt Betontechnik, B 6, 6.2021
Beton, 2022

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Weiss, Roland
Recycling-Beton in der Schweiz. Normierung und Anwendung
Beton, 2022

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