Die realitätsnahe Bewertung der Frostbeanspruchung eines Betonaußenbauteils erfordert eine möglichst genaue Kenntnis des zeitlichen Verlaufs der örtlichen Temperatur- und Feuchteverteilung im Bauteil in Abhängigkeit von den äußeren hygrothermischen Einwirkungen. Im Rahmen mehrerer Forschungsvorhaben ist zu diesem Zweck die Multiring-Elektrode (MRE) bereits vielfach bei verschiedenen Bauwerken eingesetzt worden. Die Vergleichsuntersuchungen erfolgten an zwei Bauwerken, an denen bereits seit mehreren Jahren die kontinuierliche Feuchtemessung mittels MRE durchgeführt wird. Dabei handelt es sich um den Gäubahntunnel in Stuttgart und die Schleuse Hohenwarthe bei Magdeburg. Die Untersuchungen wurden in drei Arbeitsschritten durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die zweischalige Wand mit Wärmedämmung ist als Außenmauerwerk eine seit langem bewährte Wandkonstruktion, mit der alle wesentlichen Anforderungen - Tragfähigkeit, Wärme-, Schall- und Witterungsschutz - optimal erfüllt werden können. Die Verbindung der Vormauerschale mit der tragenden Innenschale erfolgt in der Regel durch die flächenhafte Anordnung von Drahtankern. Diese Bauweise ist in DIN 1053 1 geregelt. Durch eine linienhafte Verankerung, beispielsweise geschossweise, die nach DIN 1053 1 grundsätzlich möglich ist, können technische und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden, Bemessungs- und Ausführungsregeln unter Bezug auf die relevanten Baustoffeigenschaften fehlen bislang. Ziel des Forschungsvorhabens war daher die Erarbeitung der wesentlichen Grundlagen für eine rationellere Ausführung von zweischaligem Mauerwerk durch linienhafte Verankerung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ziel der Untersuchungen war die Erfassung des Einflusses der Temperatur auf den Elektrolytwiderstand von Beton. Dies ist erforderlich, um bei der indirekten Bestimmung des Wasserhaushaltes in der Randzone von Betonen mit Hilfe des Elektrolytwiderstandes verlässliche Berechnungen zu ermöglichen. Auf diese Weise wird eine Erfassung der Frostbeanspruchung in Abhängigkeit des Sättigungszustandes des Betons ermöglicht. Beispielhaft wurden die Betone einer Straßenbrücke, eines Straßentunnels, einer Kaimauer und einer Schleuse untersucht. Die Temperaturabhängigkeit des Elektrolytwiderstandes kann bei Betonen über den exponentiellen Ansatz nach Arrhenius berücksichtigt werden. Einer Konstanten im Exponenten, dem "b-Wert", kommt dabei besondere Bedeutung zu.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In diesem Forschungsvorhaben wurden Vorschläge für Bewertungskonzepte zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Abdichtungs- und lnjektionsstoffen entwickelt. Grundlage der Bewertung sind zwei verschiedene Auslaugversuche: ein mehrstufiger Trogversuch für Abdichtungsstoffe und ein inverser Säulenversuch für lnjektionsstoffe. Die im Versuch ermittelten Konzentrationen stimmen jedoch nicht mit den Werten überein, die sich beim Einbau im Grundwasser einstellen. Daher ist es erforderlich, aus den Versuchsdaten Freisetzungsverläufe zu bestimmen und die Konzentration im Grundwasser, das mit dem Baustoff in Kontakt steht, numerisch zu simulieren. Abdichtungs- und lnjektionsstoffe haben in der Praxis für unterschiedliche Einsatzgebiete. Dies sollte sich in den Bewertungskonzepten widerspiegeln. Daher wurden unterschiedliche Modellszenarien für die numerischen Simulationen entwickelt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im vorliegenden Forschungsbericht werden Untersuchungen zum Einfluss der Karbonatisierung auf den elektrolytischen Widerstand von Beton beschrieben. Letzterer steht in engem Zusammenhang mit dem Wassergehalt des Betons. Anlass dieser Untersuchungen waren Ergebnisse verschiedener Forschungsvorhaben, bei denen am Bauwerk eine über die Jahre fortschreitende Karbonatisierung die in-situ-Messungen des Elektrolytwiderstands beeinflussen konnte. Es wurden daher die vom DAfStb geförderten Messungen an der Kaimauer Nordenham und der Kläranlage Schleiden herangezogen, um diesen Einfluss herauszuarbeiten. Dazu wurden zunächst Kalibrierkurven von etwa 1prozentiger CO2 -Atmosphäre karbonatisierten und nicht-karbonatisierten Betons unter Berücksichtigung eines möglichen Chlorideinflusses erzeugt. Dabei wurden sowohl die Methoden des direkten Einbaus (TEM) als auch des nachträglichen Einbaus (Sorptionsisotherme) verwendet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Forschungsvorhaben hat das übergeordnete Ziel, mit dem Aufbau eines Schadensmodells und durch eine Gegenüberstellung der Randbedingungen der Gefriervorgänge im Beton mit den Strukturkennwerten des Betons eine Bewertung der Frostbeanspruchung des Betons unter den realen Praxisbedingungen zu ermöglichen. Dabei soll durch eingehende Laboruntersuchungen das Betongefüge charakterisiert werden. Die Randbedingungen zum Gefrieren des Wassers im Beton und die gefrierbedingte Aufsättigung des Betons werden mit dem MRE-Verfahren untersucht. Durch eine kontinuierliche Ultraschalllaufzeitmessung und Schallemissionsanalyse während des Frostversuchs wird der Verlauf der inneren Schädigung im Beton untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Nutzung und Weiterverarbeitung von Sekundärstoffen kann in der Baustoffherstellung einen Beitrag zum nachhaltigen Bauen leisten. Im Rahmen des Teilprojekts B wurde die Bewertung dieser Potenziale anhand von Beispielen ausgebaut und verifiziert. Die Basis dieser Bewertungsgrundlage ist die Erfüllung der grundlegenden technischen Anforderungen (ökobilanzielle Indikatoren, vergleichende ökobilanzielle Betrachtung). Im Teilprojekt E geht es um die Freisetzung umweltrelevanter Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen. Überprüft werden sollte die Übereinstimmung zwischen Laborergebnissen, Modellierungen und realen Grundwasserkonzentrationen. Es wurden Schlitzwände errichtet, die in den Grundwasserleiter einbinden und umweltrelevante Parameter bestimmt. Grundsätzlich hat sich selbst bei Großbaustellen nur eine geringe Beeinflussung der Grundwasserqualität durch Beton ergeben.
Aktualisiert: 2022-01-01
Autor:
W. Brameshuber,
J. Hannawald,
B. Hauer,
T. Herbst,
B. Meng,
H. Nebel,
R. Pierkes,
K. Rübner,
S Schäfer,
M. Seidel,
A. Vollpracht
Die Nutzung und Weiterverarbeitung von Sekundärstoffen kann in der Baustoffherstellung einen Beitrag zum nachhaltigen Bauen leisten. Im Rahmen des Teilprojekts B wurde die Bewertung dieser Potenziale anhand von Beispielen ausgebaut und verifiziert. Die Basis dieser Bewertungsgrundlage ist die Erfüllung der grundlegenden technischen Anforderungen (ökobilanzielle Indikatoren, vergleichende ökobilanzielle Betrachtung). Im Teilprojekt E geht es um die Freisetzung umweltrelevanter Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen. Überprüft werden sollte die Übereinstimmung zwischen Laborergebnissen, Modellierungen und realen Grundwasserkonzentrationen. Es wurden Schlitzwände errichtet, die in den Grundwasserleiter einbinden und umweltrelevante Parameter bestimmt. Grundsätzlich hat sich selbst bei Großbaustellen nur eine geringe Beeinflussung der Grundwasserqualität durch Beton ergeben.
Aktualisiert: 2021-11-02
Autor:
W. Brameshuber,
J. Hannawald,
B. Hauer,
T. Herbst,
B. Meng,
H. Nebel,
R. Pierkes,
K. Rübner,
S Schäfer,
M. Seidel,
A. Vollpracht
Das Forschungsvorhaben hat das übergeordnete Ziel, mit dem Aufbau eines Schadensmodells und durch eine Gegenüberstellung der Randbedingungen der Gefriervorgänge im Beton mit den Strukturkennwerten des Betons eine Bewertung der Frostbeanspruchung des Betons unter den realen Praxisbedingungen zu ermöglichen. Dabei soll durch eingehende Laboruntersuchungen das Betongefüge charakterisiert werden. Die Randbedingungen zum Gefrieren des Wassers im Beton und die gefrierbedingte Aufsättigung des Betons werden mit dem MRE-Verfahren untersucht. Durch eine kontinuierliche Ultraschalllaufzeitmessung und Schallemissionsanalyse während des Frostversuchs wird der Verlauf der inneren Schädigung im Beton untersucht.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die realitätsnahe Bewertung der Frostbeanspruchung eines Betonaußenbauteils erfordert eine möglichst genaue Kenntnis des zeitlichen Verlaufs der örtlichen Temperatur- und Feuchteverteilung im Bauteil in Abhängigkeit von den äußeren hygrothermischen Einwirkungen. Im Rahmen mehrerer Forschungsvorhaben ist zu diesem Zweck die Multiring-Elektrode (MRE) bereits vielfach bei verschiedenen Bauwerken eingesetzt worden. Die Vergleichsuntersuchungen erfolgten an zwei Bauwerken, an denen bereits seit mehreren Jahren die kontinuierliche Feuchtemessung mittels MRE durchgeführt wird. Dabei handelt es sich um den Gäubahntunnel in Stuttgart und die Schleuse Hohenwarthe bei Magdeburg. Die Untersuchungen wurden in drei Arbeitsschritten durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Im vorliegenden Forschungsbericht werden Untersuchungen zum Einfluss der Karbonatisierung auf den elektrolytischen Widerstand von Beton beschrieben. Letzterer steht in engem Zusammenhang mit dem Wassergehalt des Betons. Anlass dieser Untersuchungen waren Ergebnisse verschiedener Forschungsvorhaben, bei denen am Bauwerk eine über die Jahre fortschreitende Karbonatisierung die in-situ-Messungen des Elektrolytwiderstands beeinflussen konnte. Es wurden daher die vom DAfStb geförderten Messungen an der Kaimauer Nordenham und der Kläranlage Schleiden herangezogen, um diesen Einfluss herauszuarbeiten. Dazu wurden zunächst Kalibrierkurven von etwa 1prozentiger CO2 -Atmosphäre karbonatisierten und nicht-karbonatisierten Betons unter Berücksichtigung eines möglichen Chlorideinflusses erzeugt. Dabei wurden sowohl die Methoden des direkten Einbaus (TEM) als auch des nachträglichen Einbaus (Sorptionsisotherme) verwendet.
Aktualisiert: 2023-03-31
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In diesem Forschungsvorhaben wurden Vorschläge für Bewertungskonzepte zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Abdichtungs- und lnjektionsstoffen entwickelt. Grundlage der Bewertung sind zwei verschiedene Auslaugversuche: ein mehrstufiger Trogversuch für Abdichtungsstoffe und ein inverser Säulenversuch für lnjektionsstoffe. Die im Versuch ermittelten Konzentrationen stimmen jedoch nicht mit den Werten überein, die sich beim Einbau im Grundwasser einstellen. Daher ist es erforderlich, aus den Versuchsdaten Freisetzungsverläufe zu bestimmen und die Konzentration im Grundwasser, das mit dem Baustoff in Kontakt steht, numerisch zu simulieren. Abdichtungs- und lnjektionsstoffe haben in der Praxis für unterschiedliche Einsatzgebiete. Dies sollte sich in den Bewertungskonzepten widerspiegeln. Daher wurden unterschiedliche Modellszenarien für die numerischen Simulationen entwickelt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Nutzung und Weiterverarbeitung von Sekundärstoffen kann in der Baustoffherstellung einen Beitrag zum nachhaltigen Bauen leisten. Im Rahmen des Teilprojekts B wurde die Bewertung dieser Potenziale anhand von Beispielen ausgebaut und verifiziert. Die Basis dieser Bewertungsgrundlage ist die Erfüllung der grundlegenden technischen Anforderungen (ökobilanzielle Indikatoren, vergleichende ökobilanzielle Betrachtung). Im Teilprojekt E geht es um die Freisetzung umweltrelevanter Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen. Überprüft werden sollte die Übereinstimmung zwischen Laborergebnissen, Modellierungen und realen Grundwasserkonzentrationen. Es wurden Schlitzwände errichtet, die in den Grundwasserleiter einbinden und umweltrelevante Parameter bestimmt. Grundsätzlich hat sich selbst bei Großbaustellen nur eine geringe Beeinflussung der Grundwasserqualität durch Beton ergeben.
Aktualisiert: 2021-11-02
Autor:
W. Brameshuber,
J. Hannawald,
B. Hauer,
T. Herbst,
B. Meng,
H. Nebel,
R. Pierkes,
K. Rübner,
S Schäfer,
M. Seidel,
A. Vollpracht
Ziel der Untersuchungen war die Erfassung des Einflusses der Temperatur auf den Elektrolytwiderstand von Beton. Dies ist erforderlich, um bei der indirekten Bestimmung des Wasserhaushaltes in der Randzone von Betonen mit Hilfe des Elektrolytwiderstandes verlässliche Berechnungen zu ermöglichen. Auf diese Weise wird eine Erfassung der Frostbeanspruchung in Abhängigkeit des Sättigungszustandes des Betons ermöglicht. Beispielhaft wurden die Betone einer Straßenbrücke, eines Straßentunnels, einer Kaimauer und einer Schleuse untersucht. Die Temperaturabhängigkeit des Elektrolytwiderstandes kann bei Betonen über den exponentiellen Ansatz nach Arrhenius berücksichtigt werden. Einer Konstanten im Exponenten, dem "b-Wert", kommt dabei besondere Bedeutung zu.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die zweischalige Wand mit Wärmedämmung ist als Außenmauerwerk eine seit langem bewährte Wandkonstruktion, mit der alle wesentlichen Anforderungen - Tragfähigkeit, Wärme-, Schall- und Witterungsschutz - optimal erfüllt werden können. Die Verbindung der Vormauerschale mit der tragenden Innenschale erfolgt in der Regel durch die flächenhafte Anordnung von Drahtankern. Diese Bauweise ist in DIN 1053 1 geregelt. Durch eine linienhafte Verankerung, beispielsweise geschossweise, die nach DIN 1053 1 grundsätzlich möglich ist, können technische und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden, Bemessungs- und Ausführungsregeln unter Bezug auf die relevanten Baustoffeigenschaften fehlen bislang. Ziel des Forschungsvorhabens war daher die Erarbeitung der wesentlichen Grundlagen für eine rationellere Ausführung von zweischaligem Mauerwerk durch linienhafte Verankerung.
Aktualisiert: 2023-03-31
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BASt 1088: Langzeitverhalten von mit Bindemittel behandelten Böden und Baustoffen hinsichtlich des Auslaugungs¬verhaltens von Schadstoffen
Brameshuber, Lin, Vollpracht, Nebel
63 S., 103 Abb., 6 Tab., ISBN 978-3-86918-291-9, 2013, EUR 16,00
In Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltstoffen können die Mobilität und somit die Auslaugbarkeit der Inhaltsstoffe durch zusätzliche technische Sicherungsmaßnahmen, wie z. B. Behandlung mit Bindemitteln, reduziert werden. Dabei ist nachzuweisen, dass die erzielte Fixierung der umweltrelevanten Inhaltsstoffe dauerhaft ist. In diesem Forschungsvorhaben wurden die in den internationalen Literaturen beschriebenen Erkenntnisse zur Einbindung umweltrelevanter Parameter durch die Bindemittel Zement und Kalk im Hinblick auf das Langzeitverhalten zusammengestellt und ausgewertet. Betrachtet wurden alle anorganischen umweltrelevanten Stoffe, für die von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser eine Geringfügigkeitsschwelle benannt wurde.
Wegen der Porosität der mit Bindmittel behandelten Böden und Baustoffen können die Erfahrungen von Beton oder verfestigtem Abfall mit dichtem Gefüge nur teilweise übertragen werden. Die chemischen Mechanismen der Einbindung sind jedoch identisch. Zahlreiche pHstat-Versuche in der Literatur zeigen, dass die Auslaugung von vielen Parametern in unbehandelten Böden und Baustoffen bei Änderung des pH-Wert anders ist als in Mörteln und Betonen. Grundsätzlich ist die Löslichkeit der Spurenelemente bei zementgebundenen Baustoffen im alkalischen pH-Bereich erheblich geringer als in Böden und sonstigen Baustoffen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Spurenelemente an den Hydratationsprodukten sorbiert oder im Austausch für Hauptelemente (Calcium, Silizium, Aluminium, Schwefel u. a.) eingebaut werden.
In Bezug auf das Langzeitverhalten ist zu sagen, dass in aller Regel die Freisetzung mit der Zeit zurückgeht. Dies konnte sowohl für monolitisches als auch für körniges Material in diversen Forschungsprojekten demonstriert werden. Bei Verwitterung der Bindemittelmatrix oder Zutritt von saurem Wasser können die immobilisierten umweltrelevanten Inhaltsstoffe teilweise wieder mobilisiert werden.
Als Prüfverfahren sind Verfahren mit niedrigem Wasser/Feststoff-Verhältnis zu empfehlen.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Ziel des Vorhabens war, Erkenntnisse zur zeitlichen Entwicklung des Wassergehaltes sowie der Temperaturbeanspruchung in der Betonrandzone von Brücken- und Tunnelbauwerken unter Verkehrs- und Witterungseinflüssen in der Expositionsklasse XF2 zu erhalten. Als Ansatz wurde die indirekte Bestimmung des Wassergehaltes über die Messung des tiefenabhängigen Elektrolytwiderstandes des Betons bei gleichzeitiger Messung der tiefenabhängigen Temperatur gewählt. Um einen Einblick in den zeitlich variablen Wassergehalt in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen zu erhalten, wurde eine kontinuierliche Datenaufzeichnung vorgesehen. Für diesen Zweck wurden zwei Straßentunnel und zwei Brückenüberführungen über eine Autobahn mit Multiring-Elektroden (MRE) sowie Temperatursensoren an insgesamt vier bzw. drei Messpunkten an lotrecht orientierter Oberfläche ausgerüstet. Der Einbau der Messelektronik erfolgte entweder noch während der Bauphase oder nachträglich. Insgesamt liegen über einen Zeitraum von bis zu neun Jahren Daten vor.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die unterschiedlichen Temperatureinwirkungen in den Frostzonen einen unterschiedlichen Einfluss auf die im Beton ermittelte Anz
Aktualisiert: 2023-01-16
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