@phdthesis{Simon2008, author = {Simon, Antje}, title = {Analyse zum Trag- und Verformungsverhalten von Straßenbr{\"u}cken in Holz-Beton-Verbundbauweise}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1358}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081022-14216}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Ziel der Arbeit ist es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung und Adaption der Holz-Beton-Verbundbauweise auf den Straßenbr{\"u}ckenbau zu leisten. Dabei stehen differenzierte Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten hybrider Holzbr{\"u}ckentragwerke sowie die Entwicklung geeigneter Verbundelemente im Vordergrund. Um die Einf{\"u}hrung dieser innovativen Bauweise in der Praxis zu unterst{\"u}tzen, werden Bemessungs- und Konstruktionshinweise erarbeitet. Aufbauend auf eine Analyse des derzeitigen Forschungs- und Entwicklungsstandes auf dem Gebiet des Holz-Beton-Verbundbaus erfolgt die Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von Holz-Beton-Verbundbr{\"u}cken anhand einer umfangreichen Parameterstudie. Dabei wird der Einfluss verschiedener Geometrie- und Steifigkeitsparameter auf die Tragf{\"a}higkeit und Gebrauchstauglichkeit von Holz-Beton-Verbundbr{\"u}cken quantifiziert. Spezielle Untersuchungen dienen der Evaluation der Erm{\"u}dungssicherheit und der Ermittlung der Steifigkeitsdegradation unter Langzeitbeanspruchung auf der Basis einer realit{\"a}tsnahen Abbildung des differenten zeit- und klimaabh{\"a}ngigen Tragverhaltens der Verbundbaustoffe. Praxisgerechte Empfehlungen f{\"u}r die optimierte konstruktive Durchbildung hybrider Holzbr{\"u}ckentragwerke fassen die Ergebnisse der Parameterstudie zusammen. Aus den Parameteranalysen leitet sich ein Anforderungsprofil bez{\"u}glich der Steifigkeit und Tragf{\"a}higkeit geeigneter Verbundelemente f{\"u}r den Straßenbr{\"u}ckenbau ab. Das Tragverhalten von drei ausgew{\"a}hlten Verbundelementtypen, welche diesem Profil entsprechen, wird anhand systematischer Scherversuche unter Kurzzeit-, Langzeit- und dynamischer Belastung analysiert. Aufbauend auf diese Testreihen werden weiterf{\"u}hrende umfangreiche Versuchsserien mit dem Verbundelement D{\"u}belleiste zur Bestimmung der mechanischen Kennwerte und zur Analyse des Gesamttragverhaltens vorgestellt. In Auswertung der umfangreichen Bauteilversuche und rechnerischer Simulationen auf der Basis Finiter-Elemente-Modelle wird ein Bemessungskonzept erarbeitet und die Eignung des Verbundelementes D{\"u}belleiste f{\"u}r den Einsatz im Hybridbr{\"u}ckenbau nachgewiesen.}, subject = {Hybridbauweise}, language = {de} } @phdthesis{Hatahet, author = {Hatahet, Tareq}, title = {On the Analysis of the Disproportionate Structural Collapse in RC Buildings}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3740}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20180329-37405}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {243}, abstract = {Increasing structural robustness is the goal which is of interest for structural engineering community. The partial collapse of RC buildings is subject of this dissertation. Understanding the robustness of RC buildings will guide the development of safer structures against abnormal loading scenarios such as; explosions, earthquakes, fine, and/or long-term accumulation effects leading to deterioration or fatigue. Any of these may result in local immediate structural damage, that can propagate to the rest of the structure causing what is known by the disproportionate collapse. This work handels collapse propagation through various analytical approaches which simplifies the mechanical description of damaged reinfoced concrete structures due to extreme acidental event.}, subject = {Beton}, language = {en} } @phdthesis{Schwabach2005, author = {Schwabach, Enrico}, title = {Verformumgs- und Degradationsverhalten von niederzyklisch uniaxial druckbeanspruchtem Beton}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.662}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050815-6953}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Analyse der last- und zeitabh{\"a}ngigen Verformungseigenschaften und der Steifigkeits-Degradation von unbewehrtem Normalbeton und hochfestem, selbstverdichtendem Beton (SVB). Neben experimentellen Untersuchungen werden numerische Simmulationen des Beton-Kriechverhaltens unter kurzzeitiger, quasi-statischer, uniaxialer Druckbeanspruchung vorgenommen.}, subject = {E-Modul}, language = {de} } @phdthesis{Weitzmann2000, author = {Weitzmann, R{\"u}diger}, title = {Bemessungskonzept f{\"u}r Stahlbetontragwerke auf der Grundlage deformationsbasierter Grenzzustandsbetrachtungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.31}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040216-334}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Das Ziel der Arbeit besteht in der Entwicklung eines Bemessungskonzeptes auf der Basis nichtlinearer Schnittgr{\"o}ßen f{\"u}r statisch und dynamisch beanspruchte Stahlbetontragwer-ke. Das Konzept geht dabei von einheitlichen Kriterien zur Analyse der Tragf{\"a}higkeit und Gebrauchstauglichkeit auf der Grundlage deformationsbasierter Grenzzustandsbetrach-tungen aus. Der deformationsbasierte Grenzzustand ist dadurch charakterisiert, daß ne-ben der statischen und kinematischen Zul{\"a}ssigkeit eines Tragwerkszustandes auch die Einhaltung von definierten Verzerrungs- bzw. Verformungsgrenzwerten gew{\"a}hrleistet ist. Aus Betrachtungen im Kontinuum werden diskrete Modelle zur L{\"o}sung von physikalisch und geometrisch nichtlinearen Grenzwiderstandsaufgaben mit und ohne Ber{\"u}cksichtigung von Lastfolgeeffekten abgeleitet. Die numerische Untersetzung basiert auf Methoden der nichtlinearen Optimierung. Auf der Grundlage dieser Berechnungsmodelle wird eine Be-messungskonzeption entwickelt.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Diener1998, author = {Diener, J{\"o}rg}, title = {Beitrag zur physikalisch und geometrisch nichtlinearen Berechnung langzeitbelasteter Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.42}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040220-446}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1998}, abstract = {Der Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines Berechnungskonzeptes, mit dem die Auswirkungen des zeitabh{\"a}ngigen Materialverhaltens des Betons und der Spannbewehrung auf das Tragverhalten von Stahlbeton und Spannbetonbauteilen wirklichkeitsnah abgesch{\"a}tzt werden k{\"o}nnen. Dabei wird auf die Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung besonderer Wert gelegt. Das Konzept basiert auf der sukzessiven Ermittlung der Schnittgr{\"o}ßenanteile und der Deformationen zu festgelegten Zeitpunkten, wobei die Ergebnisse der vorausgehenden Zeitschritte ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Ausgehend von der Formulierung des mechanischen Problems als Extremalaufgabe wird die Berechnung innerhalb eines Zeitschritts auf die L{\"o}sung einer quadratischen Optimierungsaufgabe zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, wobei die Rißbildung des Betons und geometrisch nichtlineare Einfl{\"u}sse ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Die Einbeziehung des nichtlinearen Kriechens erfolgt durch Beschleunigung der linearen Kriechgeschwindigkeit mit einem, von der aktuellen Betonspannung abh{\"a}ngigen Kriechzahlerh{\"o}hungsfaktor. Das Berechnungsmodell wird anhand von Langzeitversuchen an hochbelasteten Betonprismen und Stahlbetonst{\"u}tzen verifiziert. In umfangreichen numerischen Untersuchungen wird der Einfluß des nichtlinearen Kriechens auf das Tragverhalten von vorgespannten Querschnitten und Stahlbetonst{\"u}tzen analysiert.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Wehr2002, author = {Wehr, Gunther}, title = {Untersuchungen zur Querkrafttragf{\"a}higkeit von querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.57}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040310-606}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {F{\"u}r querkraftbewehrte Elemente aus Porenbeton kann hinsichtlich der Querkrafttragf{\"a}higkeit ein gegen{\"u}ber vergleichbaren Bauteilen aus Normal- oder {\"u}blichen Leichtbetonen abweichendes Trag-, Verformungs- und Bruchverhalten festgestellt werden. Bedingt wird dieses Verhalten durch die Interaktion der an der Verbundkonstruktion beteiligten Materialien. Experimentelle Untersuchungen an querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton zeigen, dass die Querkrafttragf{\"a}higkeit durch ein lokales Versagen der Verankerungszone der Querkraftbewehrung bedingt wird. Aufgrund der geringen Festigkeit und des spr{\"o}den Materialverhaltens von Porenbeton ist es nicht m{\"o}glich, die Querkraftbewehrung durch die Wirkung des kontinuierlichen Verbunds zu realisieren. Erg{\"a}nzend wird L{\"a}ngs- und Querkraftbewehrung verschweißt. Die Querkrafttragf{\"a}higkeit von querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton kann durch Fachwerkmodelle unter Ber{\"u}cksichtigung von Energie- und Deformationsbedingungen abgeleitet werden.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Bollmann2000, author = {Bollmann, Katrin}, title = {Ettringitbildung in nicht w{\"a}rmebehandelten Betonen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.61}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-645}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, subject = {Zementbeton}, language = {de} } @phdthesis{Madaleno2002, author = {Madaleno, Ant{\´o}nio Carlos Lopes}, title = {Erfassung von Verformungs- und Spannungszust{\"a}nden im jungen Beton infolge Temperatur}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.50}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040225-521}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {Der junge Beton ist durch thermische und hygrische Einwirkungen sowie die Entwicklung der Festigkeitseigenschaften und die Relaxation der Zwangsspannungen gekennzeichnet. Ziel der Arbeit ist es, ausgehend vom Materialverhalten eine Strategie zur wirlichkeitsnahen Berechnung von Spannungen in jungen Betonbauteilen infolge von Temperaturfeldern zu entwickeln. Die Berechnungsergebnisse wurden f{\"u}r die Temperatur mit Versuchen im Labor und in situ verifiziert; f{\"u}r die Spannung wurde die {\"U}berpr{\"u}fung der Berechnung mit Hilfe von Versuchen im Labor durchgef{\"u}hrt. Am Beispiel eines Hochofenfundamentes wurde zur Minimierung der Beanspruchungen der Einfluss der Betonrezeptur und der Herstellungstechnologie auf die Temperatur und Spannung des Bauteils untersucht. Anschließend wurde daraus der Einfluss der Erh{\"a}rtung auf die Materialfelder im Querschnitt beurteilt. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur rechnerischen L{\"o}sung von therm! ischen und mechanischen Problemen des jungen Betons.}, subject = {Junger Beton}, language = {de} } @phdthesis{Alt2000, author = {Alt, Dieter von}, title = {Ausbruchverhalten von Porenbetonplatten bei randnaher Punktst{\"u}tzung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.56}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040310-591}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Ausbruchverhaltens von unbewehrten Porenbetonplatten bei konzentrierter Lasteintragung in Randn{\"a}he. In der Praxis tritt diese Problematik bei Befestigungen oder Verankerungen auf, die eine punktuelle Beanspruchung bewirken. Hauptziel der durchgef{\"u}hrten experimentellen und numerischen Untersuchungen war das Erkennen von Gesetzm{\"a}ßigkeiten f{\"u}r Versagenserscheinungen und f{\"u}r Bruchlasten in Abh{\"a}ngigkeit von variierenden Geometrie- und Materialparametern. Dabei waren Gr{\"o}ße und Lage der Lasteinleitungsstelle sowie die Materialfestigkeit die wichtigsten Einflussfaktoren. Von besonderem Interesse war auch das spr{\"o}de Verhalten des Porenbetonmaterials auf das Ausbruchverhalten. Die Arbeit gliedert sich in drei Hauptteile: die Experimente mit anschließend weiterf{\"u}hrenden numerischen Untersuchungen, sowie Bemessungskonzepten mit Ausbruchgleichungen. Ein weiteres Kapitel behandelt die Zugfestigkeit von Porenbeton. Die Experimente wurde an f{\"u}r Wand- oder Deckenplatten originaldicken Versuchsk{\"o}rpern durchgef{\"u}hrt. Dabei waren die Lagerbedingungen so festgelegt, dass sich m{\"o}glichst ein ungest{\"o}rter Ausbruchk{\"o}rper ausbilden konnte. Numerische Spannungsuntersuchungen {\"u}ber eine r{\"a}umliche Idealisierung der Versuchsk{\"o}rper mit dem Finite- Element- Programmsystem ANSYS gaben Aufschl{\"u}sse {\"u}ber Ort und Gr{\"o}ße von bruchverursachenden Spannungen. Des weiteren wurden {\"u}ber die Versuchsergebnisse hinaus Berechnungen {\"u}ber den Einfluss von Variationen bei der Plattengeometrie durchgef{\"u}hrt. Es wurden Betrachtungen {\"u}ber die Zugfestigkeit als einen maßgebenden Faktor f{\"u}r das Ausbruchverhalten gef{\"u}hrt. Numerische Risssimulationen gaben Aufschluss {\"u}ber den Spannungszustand und den Ablauf der Rissentwicklung.}, subject = {Platte}, language = {de} } @phdthesis{Erfurt2000, author = {Erfurt, Wolfgang}, title = {Erfassung von Gef{\"u}gever{\"a}nderungen in Beton durch Anwendung zerst{\"o}rungsfreier Pr{\"u}fverfahren zur Einsch{\"a}tzung der Dauerhaftigkeit}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.63}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-664}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Die Arbeit gliedert sich in drei Komplexe. Der erste Komplex umfaßt Voruntersuchungen zum Ultraschallmeßsystem hinsichtlich Sendefrequenzen, Ankoppeldruck und ger{\"a}tespezifischen Verz{\"o}gerungszeiten. Zur schrittweisen Entwicklung eines ber{\"u}hrungslos arbeitenden Ultraschallverfahrens werden Grundlagenuntersuchungen zur laserinduzierten Anregung von Ultraschallwellen und zur ber{\"u}hrungslosen Signalerfassung mittels Laservibrometer durchgef{\"u}hrt. Der zweite Komplex beinhaltet die Untersuchung von Gef{\"u}gesch{\"a}digungen durch Frostangriff. Als Kennwert der inneren Sch{\"a}digung wird die {\"A}nderung des dynamischen E-Moduls durch Anwendung von akustischen Meßverfahren (z.B. Dehnwellenresonanzverfahren) bestimmt. Der Erfassung und Visualisierung des Sch{\"a}digungsgradienten wird besondere Bedeutung beigemessen. Der dritte Komplex umfaßt die Untersuchung der Gef{\"u}geentwicklung w{\"a}hrend der Hydratation von Normalbetonen zur Bestimmung der Erh{\"a}rtungsdruckfestigkeit mit dem Ultraschallmeßsystem CONSONIC 60. Ausgewertet werden kontinuierliche und diskontinuierliche Impulslaufzeitmessungen unter Einbeziehung der Betonrezeptur.}, subject = {Langzeitverhalten}, language = {de} } @phdthesis{FuellsackKoeditz2004, author = {F{\"u}llsack-K{\"o}ditz, Raimo}, title = {Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsst{\"a}ben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen}, isbn = {3-86068-240-7}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.227}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041206-2344}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden im Rahmen von Ausziehversuchen die Verbundeigenschaften verschiedener Bewehrungsst{\"a}be aus glasfaserverst{\"a}rkten Kunststoffen (GFK) unter Ber{\"u}cksichti-gung signifikanter Einflussgr{\"o}ßen auf das Verbundverhalten wie Oberfl{\"a}chenprofilierung der St{\"a}be, Stabdurchmesser, Betonfestigkeit, Verbundl{\"a}nge sowie Beanspruchungsart unter einheitlichen Versuchsrandbedingungen bestimmt. Es erfolgt eine Bewertung der Einflussgr{\"o}ßen, der Verbundeigenschaften und des Verbundversagens der untersuchten GFK-Bewehrungsst{\"a}be. Basierend auf der Modellbildung zum Verbund zwischen GFK-St{\"a}ben und Beton wird die Bestimmung der Verankerungsl{\"a}nge aufgezeigt. Im Rahmen von Versuchen an GFK-stabbewehrten Dehnk{\"o}rpern und Balken wird die Auswirkung der spezifischen mechanischen Eigenschaften der GFK-St{\"a}be auf die Rissentwicklung gegen{\"u}ber stahlbewehrten Bauteilen untersucht. Insbesondere wird betrachtet, welchen Einfluss das Bewehrungsmaterial, der Bewehrungsgrad, die Betonfestigkeit sowie die Belastungsart auf die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sowie auf die Entwicklung des Rissbildes, der Rissbreiten und der Rissabst{\"a}nde haben. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen wird die {\"U}bertragbarkeit der f{\"u}r Stahlbetonbauteile {\"u}blichen Ans{\"a}tze zur Bestimmung der Rissbreite auf GFK-stabbewehrte Betonbauteile bewertet.}, subject = {Verbundverhalten}, language = {de} } @misc{Schurig2005, type = {Master Thesis}, author = {Schurig, Matthias}, title = {Untersuchung zum effizienten Schalungseinsatz bei h{\"a}ufig vorkommenden Sonderaufgaben im Schalungsbau}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.578}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5780}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Der Schalungseinsatz auf einer Ortbetonbaustelle hat wesentlichen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit einer Baumaßnahme. Der Arbeitsvorbereitung mit der Auswahl des geeigneten Schalungssystems kommt dabei die gr{\"o}ßte Bedeutung zu. In Erg{\"a}nzung zu den Systemschalungen existieren einige Sonderl{\"o}sungen der Schalungsanbieter, deren Einsatz sich bereits bei wenigen Nutzungen als kosteng{\"u}nstig erweisen kann. Der Kostenvergleich zwischen verschiedenen Varianten ist von vielen Faktoren abh{\"a}ngig. Da jedes Bauvorhaben ein Unikat darstellt, k{\"o}nnen keine allgemeing{\"u}ltigen Aussagen oder Berechnungen angestellt werden.}, subject = {Schalung}, language = {de} } @misc{Lauterbach2005, type = {Master Thesis}, author = {Lauterbach, Anne}, title = {Studie zu bautechnischen Voraussetzungen f{\"u}r automatisierte Fertigteilmontagen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.556}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5566}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Diese Arbeit umfasst eine Zusammenfassung der aktuellen Fertigteil- und Montagetechnik sowie Grundkenntnisse von automatisierten Systemen im Bauwesen. Dabei wird ein {\"U}berblick {\"u}ber den Stand der Technik gegeben und die daraus entstehenden Voraussetzungen f{\"u}r eine automatisierte Fertigteilmontage, beginnend bei den TUL-Prozessen bis hin zur Montage, definiert. Folgend werden Grund{\"u}berlegungen hinsichtlich weiterer Forschungsans{\"a}tze bzw. Weiterf{\"u}hrungen dieser modernen Technologien aufgezeigt sowie Schnittstellen zwischen Maschinen und Vermessungstechniken und Systeml{\"u}cken bei der Anwendung analysiert. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der mechanischen und automatisierten Fertigteilmontage soll die Zeit- und Lohnkosteneinsparungen aufzeigen. Weiterhin wurde eine Systematisierung von besonderen Verbindungs- und Anschlaghilfsmittel durchgef{\"u}hrt. Dabei bezog sich die Auswertung auf die Produktpaletten der vier gr{\"o}ßten deutschen Firmen. Grunds{\"a}tzlich versteht sich die Arbeit als zukunftsorientiert und basiert auf einer sachlichen Untersuchung der Zusammenh{\"a}nge.}, subject = {Montage / Automation}, language = {de} } @article{AchenbachLahmerMorgenthal, author = {Achenbach, Marcus and Lahmer, Tom and Morgenthal, Guido}, title = {Identification of the thermal properties of concrete for the temperature calculation of concrete slabs and columns subjected to a standard fire—Methodology and proposal for simplified formulations}, series = {Fire Safety Journal 87}, journal = {Fire Safety Journal 87}, doi = {10.1016/j.firesaf.2016.12.003}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170331-30929}, pages = {80 -- 86}, abstract = {The fire resistance of concrete members is controlled by the temperature distribution of the considered cross section. The thermal analysis can be performed with the advanced temperature dependent physical properties provided by 5EN6 1992-1-2. But the recalculation of laboratory tests on columns from 5TU6 Braunschweig shows, that there are deviations between the calculated and measured temperatures. Therefore it can be assumed, that the mathematical formulation of these thermal properties could be improved. A sensitivity analysis is performed to identify the governing parameters of the temperature calculation and a nonlinear optimization method is used to enhance the formulation of the thermal properties. The proposed simplified properties are partly validated by the recalculation of measured temperatures of concrete columns. These first results show, that the scatter of the differences from the calculated to the measured temperatures can be reduced by the proposed simple model for the thermal analysis of concrete.}, subject = {Sensitivit{\"a}tsanalyse}, language = {en} } @phdthesis{Tartsch2008, author = {Tartsch, Enrico}, title = {Bewertung der Dauerstandfestigkeit von dampfgeh{\"a}rtetem Porenbeton auf der Grundlage von Kurzzeitversuchen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1230}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080213-12926}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Im Rahmen der Arbeit wird das Tragverhalten von dampfgeh{\"a}rtetem Porenbeton unter einachsiger Druckbeanspruchung untersucht. Ziel ist es, einen Zusammenhang zwischen makroskopischen Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, beanspruchungsbedingten Struktur{\"a}nderungen und der Dauerstandfestigkeit herzustellen. Die Dauerstandfestigkeit stellt im Sinne der Arbeit eine elementare Gef{\"u}geschwelle dar, durch sie wird das stabile vom instabilen Tragverhalten abgegrenzt. Der Zusammenhang zwischen Struktur{\"a}nderungen und Spannungs-Dehnungs-Verhalten wird anhand mechanischer Modelle analysiert. Diese Untersuchungen liefern die konzeptionelle Orientierung f{\"u}r die durchzuf{\"u}hrenden Laborversuche. Die experimentelle Basis der Arbeit bilden Kurzzeit- und Langzeitversuche an Porenbetonzylindern unter einachsiger Druckbeanspruchung. Es werden Probek{\"o}rper von drei Porenbetonwerken untersucht. Um den Einfluss der Lastgeschichte aufzuzeigen, wird die Versuchsdauer zwischen einer Sekunde und mehreren Wochen variiert. Die Versuche werden mit unterschiedlichen Lastregimen durchgef{\"u}hrt: sowohl mit monoton gesteigerter Beanspruchung bis zum Versagen bzw. bis zum vorgesehenen Beanspruchungsniveau als auch mit niederzyklischer Beanspruchung. Die Messdaten werden unter Einbeziehung der dreidimensionalen Ans{\"a}tze der Spannungs- und Deformationstheorie hinsichtlich des sph{\"a}rischen und des deviatorischen Anteils des Spannungs- und Verformungszustandes ausgewertet. Diese auf die separate Betrachtung der Volumen- und Gestalt{\"a}nderung gest{\"u}tzte Auswertung liefert zus{\"a}tzliche Erkenntnisse hinsichtlich der Zuordnung von reversiblen und irreversiblen Verformungen zu den Teiltensor{\"a}quivalenten. Entsprechend den Versuchsergebnissen {\"a}ndert sich die Kompressibilit{\"a}t des Porenbetons belastungsabh{\"a}ngig. Bereits kurzzeitige {\"U}berlastungen oberhalb der experimentell ermittelten Dauerstandgrenze sind von signifikanten {\"A}nderungen der Kompressionssteifigkeit begleitet. Das qualitative Tragverhalten des Porenbetons, das bei Beanspruchungen oberhalb der Dauerstandfestigkeit grunds{\"a}tzliche {\"A}nderungen erf{\"a}hrt, l{\"a}sst sich so bereits im Kurzzeitversuch abgrenzen. Zus{\"a}tzliche Auswertungen f{\"u}r Normalbeton und selbstverdichtenden hochfesten Beton weisen auf analoges Verhalten hin. Auf der Basis der durchgef{\"u}hrten Untersuchungen werden Konzepte vorgestellt, mit denen die Dauerstandfestigkeit im Kurzzeitversuch, das heißt mit einer Versuchsdauer von wenigen Stunden, prognostiziert werden kann. Damit k{\"o}nnen Untersuchungen zur Dauerstandfestigkeit, die eine grundlegende Gr{\"o}ße zur Beurteilung der Tragf{\"a}higkeit darstellt, routinem{\"a}ßig durchgef{\"u}hrt werden.}, subject = {Porenbeton}, language = {de} } @phdthesis{Mansfeld2008, author = {Mansfeld, Thomas}, title = {Das Quellverhalten von Alkalisilikatgelen unter Beachtung ihrer Zusammensetzung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1375}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090106-14572}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden {\"u}ber verschiedene Herstellungsverfahren 48 Gelproben erzeugt und auf ihr Quellverhalten untersucht. Dabei wurde eine Wiederholbarkeit der Messungen mit anderen Bearbeitern {\"u}berpr{\"u}ft und nachgewiesen. Es zeigt sich in den Quellversuchen, dass hohe Alkaligehalte in den Gelproben bei einer niedrigen L{\"o}slichkeit (durch geringe Mengen Calcium in der Probe hervorgerufen) hohe Quelldr{\"u}cke erzeugen. Ein Einfluss des Natrium-Kalium-Verh{\"a}ltnisses (Alkaliverh{\"a}ltnis) auf das Quellverhalten der Gelproben ist nicht zu erkennen. Der Einfluss des Calciums im Gel zeichnet sich deutlich ab, ohne Calcium bauen die Proben keine Quelldr{\"u}cke auf, bei zu hohen Calciumgehalten entstehen nicht quellf{\"a}hige Alkali-Calcium-Silikat-Hydrate. Ein quellf{\"a}higer Bereich kann von ca. 5 \% bis zu ca. 30 \% Calciumanteil im Gel angegeben werden. Neben dem Einfluss des Calciumgehaltes auf das Quellverhalten der Gele ist auch ein Einfluss des Alkali-Silika-Verh{\"a}ltnisses in den Proben nachweisbar. Wird dieses Verh{\"a}ltnis in den Proben stark Richtung Kiesels{\"a}ure verschoben, d. h. niedrige Alkalianteile im Gel, kommt es zu keinen Quellerscheinungen. Somit kann die Wirkung von AKR-vermeidenden Zus{\"a}tzen (FA, Silika usw.) mit diesen Messungen best{\"a}tigt werden. Es kann gezeigt werden, dass die ermittelten Quelldr{\"u}cke eines Alkalikiesel-Gels ein Gesteinskorn oder/und die umgebende Matrix zerst{\"o}ren k{\"o}nnen. Aus diesen oben genannten Erkenntnissen wird ein Bereich einer quellf{\"a}higen Zusammensetzung eines Gels in einem Dreistoffdiagramm angegeben und es k{\"o}nnen folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: •Ein Quelldruck kann in einem AK-Gel nur bei einer bestimmten Menge an eingebautem Calcium aufgebaut werden. •Diese Quelldr{\"u}cke k{\"o}nnen deutlich Werte {\"u}ber 10 N/mm² erreichen. •Die im Beton verwendeten Gesteinsk{\"o}rnungen und auch die sie umschließende M{\"o}rtelmatrix k{\"o}nnen mit Quelldr{\"u}cken in den hier bestimmten Gr{\"o}ßenordnungen zerst{\"o}rt werden. •Die bekannten Modelle zur Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion m{\"u}ssen um den Einbau des Calciums in ein entstandenes AK-Gel erweitert werden.}, subject = {Alkalil{\"o}sliche Kiesels{\"a}ure}, language = {de} } @phdthesis{Eberhardt2010, author = {Eberhardt, Arnd Bernd}, title = {On the mechanisms of shrinkage reducing admixtures in self con-solidating mortars and concretes}, isbn = {978-3-8440-0027-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1454}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110620-15491}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {'Zur Wirkungsweise schwindreduzierender Zusatzmittel in selbstverdichtenden M{\"o}rteln und Betonen' Problemstellung und Zielsetzung 1. Der Einsatz selbstverdichtender M{\"o}rtel und Betone im Bauwesen erbringt klare Vorteile. Dies sind im Wesentlichen eine erh{\"o}hte Betonierleistung, verbesserte Betonierqualit{\"a}t f{\"u}r bewehrten Beton im Allgemeinen und f{\"u}r filigrane, eng bewehrte Bauteile im Besonderen. Die mit den traditionellen Methoden des Betonbaus verbundenen L{\"a}rmemissionen werden erheblich reduziert. Der Wegfall der f{\"u}r herk{\"o}mmlichen Beton notwendigen Verdichtungsarbeit reduziert den manuellen Aufwand und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Das im selbstverdichtenden Beton ben{\"o}tigte hohe Bindemittelleimvolumen ist der Betondauerhaftigkeit abtr{\"a}glich. Es bewirkt, dass selbstverdichtende Betone ein erh{\"o}htes Schwindmaß sowie eine h{\"o}here Rissneigung aufweisen. Ersteres kann f{\"u}r Betonbauteile zu erheblichen Verformungen oder Zwangsspannungen f{\"u}hren, w{\"a}hrend Letzteres die Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton aufgrund einer Beg{\"u}nstigung rissinduzierter Sch{\"a}digungsmechanismen stark beeintr{\"a}chtigt. 2. Herk{\"o}mmliche Methoden zur Schwindreduktion und Rissvermeidung verfolgen haupts{\"a}chlich das Ziel, die im Beton einzusetzenden Bindemittelmengen zu reduzieren. F{\"u}r selbstverdichtende Betone ist dieses Konzept nur sehr begrenzt anwendbar, da die Selbstverdichtung dieser Betone relativ hohe Bindemittelleimvolumen erfordert. Eine M{\"o}glichkeit das Ausmaß des Schwindens und damit die Rissanf{\"a}lligkeit selbstverdichtender Betone zu senken, besteht in der Anwendung schwindreduzierender Betonzusatzmittel. Eingef{\"u}hrt in den achtziger Jahren des 20ten Jahrhunderts in Japan, erweisen sich diese Zusatzmittel als effiziente Methode zur Verbesserung der Qualit{\"a}t bindemittelreicher Hochleistungsbetone im Allgemeinen und selbstverdichtender Betone im Besonderen. 3. W{\"a}hrend die Wirksamkeit schwindreduzierender Betonzusatzmittel in zahlreichen anwendungsorientierten Studien nachgewiesen werden konnte, ist das Wirkprinzip nur unzureichend erforscht. Eines der Hauptziele dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung des Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 4. Weiterhin besteht Unklarheit, wie diese Zus{\"a}tze in den Chemismus der Zementhydratation eingreifen und ob dies der allgemeinen Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton abtr{\"a}glich ist. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung der Zementhydratation in Gegenwart einer repr{\"a}sentativen Auswahl verschiedener Typen schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 5. Die Nachhaltigkeit der Anwendung schwindreduzierender Zusatzmittel ist bedeutend f{\"u}r die Betondauerhaftigkeit. Ob schwindreduzierende Zusatzmittel auslaugbar sind und ob eine Auslaugung die Schwindreduktion langfristig beeintr{\"a}chtigt, sind weitere Fragen, denen im Rahmen dieser Arbeit nachgegangen wird. Stand der Wissenschaft 6. Schwinden und Quellen von zement{\"a}ren Baustoffen wird im Allgemeinen mittels makroskopisch-thermodynamischer Ans{\"a}tze beschrieben. Der stark vereinfachte Ansatz kapillaren Unterdrucks bzw. hydrostatischen Drucks als treibende Kraft f{\"u}r hygrische Verformungen wird weitgehend abgelehnt. Vielmehr wird im Bereich moderater Luftfeuchten der Spaltdruck und im Bereich niedriger Luftfeuchten die Oberfl{\"a}chenenergie zur Beschreibung der hygrischen Volumenstabilit{\"a}t herangezogen. 7. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel bestehen {\"u}berwiegend aus synergistischen Abmischungen nicht-ionischer Tenside mit Glykolen. Die amphiphilen Eigenschaften der nicht-ionischen Tenside f{\"u}hren zu einer Senkung der Oberfl{\"a}chenspannung des Zementporenwassers. In Abh{\"a}ngigkeit ihrer Konzentration in w{\"a}ssrigen Elektrolyten bilden nicht-ionische Tenside Mizellen und/oder Fl{\"u}ssigkristalle. Beobachtet wurden Mischungsl{\"u}cken und Aussalzungen dieser organischen, oberfl{\"a}chenaktiven Substanzen. Durch die Zugabe von Glykolen wird die Mischbarkeit nicht-ionischer Tenside mit w{\"a}ssrigen Elektrolyten stark erh{\"o}ht und f{\"u}hrt zu einer Absenkung der Bildung von Fl{\"u}ssigkristallen und organischen Aussalzungen sowie zu einer verminderten Adsorption des Tensides an Feststoffoberfl{\"a}chen. Der ausschließlich in der Patentliteratur erw{\"a}hnte Synergieeffekt bei der Abmischung nicht-ionischer Tenside mit Glykolen zu Schwindreduzierern bezieht sich auf eine erh{\"o}hte Schwindreduktionskapazit{\"a}t des Zusatzmittels und beruht auf der Abmilderung aller Effekte, die zu einer Abscheidung des Tensides aus der w{\"a}ssrigen L{\"o}sung f{\"u}hren. 8. Eine Implementierung der spezifischen chemisch-physikalischen Eigenschaften schwind-reduzierender Zusatzmittel in bestehende Modelle zur Beschreibung des Trocknungsschwindens ist der Fachliteratur nicht zu entnehmen. Mit Ausnahme des Kapillardruckmodells zur Vorhersage des Trocknungsschwindens lassen sich Charakteristika schwindreduzierender Betonzusatzmittel, im Speziellen ihrer Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t, nicht bzw. nur unzureichend in bestehende Modelle zum Trocknungsschwinden implementieren. Methodik 9. Die Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t einer repr{\"a}sentativen Auswahl an Schwindreduzierern wurde in makroskopischen Versuchen an synthetischen als auch an extrahierten Zementporenw{\"a}ssern quantifiziert. Dies umfasste auch die Quantifizierung von Mischungsl{\"u}cken und organischen Aussalzungen. 10. Ein in dieser Arbeit entwickelter theoretischer Ansatz zur Auswertung herk{\"o}mmlicher Messungen der Oberfl{\"a}chenspannung erlaubt eine Absch{\"a}tzung der Oberfl{\"a}chenspannung der Porenl{\"o}sung im trocknenden, zement{\"a}ren Porensystem. 11. Der Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel auf den Hydratationsmechanismus, d.h. Hydratphasenbestand und Hydratationskinetik, wurde mittels Thermogravimetrie, R{\"o}ntgenphasenanalyse bzw. isothermer W{\"a}rmeleitungskalorimetrie erfasst. Zus{\"a}tzlich wurde Elektronenmikroskopie zur Beschreibung der Mikrostrukturen und energiedispersive R{\"o}ntgenspektroskopie zur qualitativen Bestimmung von niedrig konzentrierten Hydratphasen eingesetzt. Die Ver{\"a}nderungen der Komposition des Zementporenwassers in Gegenwart schwindreduzierender Zusatzmittel wurden analysiert. Die spezifische Adsorption schwindreduzierender Zusatzmittel an Zementhydraten wurde an hydratisierendem Zement als auch an synthetischen Hydratphasen untersucht. 12. Der Mechanismus der Auslaugung schwindreduzierender Zusatzmittel wurde in Standtests untersucht, w{\"a}hrend praxisnahe Konditionen mittels zyklischer Auslaugung und Trocknung in Langzeittests simuliert wurden. 13. Die Beschreibung der hygrischen Eigenschaften von Zementstein und M{\"o}rteln erfolgte anhand von Schwind- und Desorptionsisothermen. Basierend auf thermodynamischen Ans{\"a}tzen wurden unter Verwendung dieser Schwind- und Desorptionsisothermen Energiebilanzen erstellt, die eine Unterscheidung zwischen Verformungsenergie und Energie zur Erzeugung von Oberfl{\"a}che im Trocknungsprozess zement{\"a}rer Baustoffe zulassen und somit eine Abgrenzung der Einflussnahme von Schwindreduzierern auf diese spezifische Energieverteilung erm{\"o}glichen. Im Wesentlichen erzielte Ergebnisse 14. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel nehmen aufgrund ihrer amphiphilen Eigenschaften Einfluss auf den Hydratationsmechanismus von Portlandzementen. In Gegenwart dieser Zusatzmittel ist die L{\"o}slichkeit f{\"u}r anorganische Salze verringert. Die Konzentration von Calcium-, Kalium- und Sulfationen sinkt mit zunehmender Konzentration des Zusatzmittels. W{\"a}hrend der Induktionsperiode der Portlandzementhydratation f{\"u}hrt dies zur tempor{\"a}ren Ausf{\"a}llung von Calcium-Kalium-Sulfathydrat. Eine Ver{\"a}nderung des Hydratphasenbestandes in Gegenwart von schwindreduzierenden Zusatzmitteln kann nicht signifikant unterschieden werden. Somit sind nachteilige Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit derartig modifizierter Betone aufgrund eines ver{\"a}nderten Hydratphasenbestandes nicht zu erwarten. 15. Die stark verz{\"o}gernde Wirkung von Schwindreduzierern in Kombination mit polycarboxylat-basierten Fließmitteln beruht nicht auf der Adsorption des Schwindreduzierers am hydratisierenden Klinker. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, dass die verminderte L{\"o}slichkeit f{\"u}r Salze in der Porenl{\"o}sung den Reaktionsumsatz absenkt und/oder eine spezifische Adsorption des nicht-ionischen Tensides an Portlanditkeimen deren Wachstum hemmt und damit die Aufl{\"o}sung von silikatischen Klinkerphasen. 16. Schwindreduzierende Zusatzmittel weisen eine spezifische Adsorption an Portlandit auf, einem Nebenprodukt der Hydratationsreaktionen eines Hauptbestandteils von Portlandzement. Ein verst{\"a}rktes Kristallwachstum von Portlandit in lateraler Dimension f{\"u}hrt zu einer Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che des hydratisierten Zementsteines. F{\"u}r nass nachbehandelte Zementsteine bedeutet dies eine Zunahme der Gelporosit{\"a}t auf Kosten der Kapillarporosit{\"a}t. Eine Einflussnahme auf die Gesamtporosit{\"a}t l{\"a}sst sich nicht feststellen. 17. Die Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che von Zementstein in Gegenwart von Schwindreduzierern bewirkt eine verst{\"a}rkte physikalische Adsorption von Zementporenwasser am Feststoff. F{\"u}r Betone mit niedrigem w/z-Wert oder unzureichender Nachbehandlung kann dieser Prozess zu einer Reduktion des f{\"u}r die Hydratation verf{\"u}gbaren Wassers f{\"u}hren und in einem vermindertem Hydratationsgrad resultieren. Dies k{\"o}nnte eine Ursache f{\"u}r die in der Literatur beschriebenen Einbußen bez{\"u}glich mechanischer Eigenschaften beim Einsatz von Schwindreduzieren sein. 18. Schwindreduzierer sind im hohen Maße auslaugbar. Jedoch zeigen zyklische Langzeittests, dass ein signifikanter Austrag des Zusatzmittels in vorwiegend trockener Exposition nicht zu erwarten ist. Die Nachhaltigkeit des Einsatzes dieser Zusatzmittel ist gegeben, wenn die Anwendung im Beton das Ziel der Reduktion des Trocknungsschwindens verfolgt. 19. Die schwindreduzierende Wirkung der nicht-ionischen Tenside beruht vorwiegend auf der Reduktion der Oberfl{\"a}chenspannung der Grenzfl{\"a}che „fl{\"u}ssig/gasf{\"o}rmig" des trocknenden Zementsteines. Inwieweit diese Oberfl{\"a}chenspannung durch das nicht-ionischeTensid herabgesetzt wird, ist von der Gesamtkonzentration im Allgemeinen und im Speziellen von der Konzentration des Tensides in der Oberfl{\"a}che abh{\"a}ngig. Da im Zuge des Trocknens diese Grenzfl{\"a}che w{\"a}chst, kann bei gegebener Gesamtkonzentration des Zusatzmittels im Beton dessen Konzentration in der Grenzfl{\"a}che sinken, woraufhin die Oberfl{\"a}chenspannung ansteigt und die Schwindreduktion sinkt. 20. Im Ergebnis dieser Arbeit ist es m{\"o}glich, die Entwicklung sowohl der Oberfl{\"a}che als auch ihrer Oberfl{\"a}chenspannung im Trocknungsprozess zu quantifizieren und diese Ergebnisse in einen einfachen konzeptionellen, thermodynamischen Ansatz zur Minimierung der freien Energie des trocknenden, zement{\"a}ren Porensystems zu {\"u}berf{\"u}hren. Die Verwendung dieses konzeptionellen Ansatzes erlaubt es, den Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel zu beschreiben.}, subject = {Schwinden}, language = {en} } @phdthesis{Marx2000, author = {Marx, Steffen}, title = {Anwendung der mathematischen Optimierung bei der geometrisch und physikalisch nichtlinearen Analyse von Stahlbetontragwerken}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.32}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040216-343}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Ausgehend von den klassischen Variationsprinzipien der Mechanik werden kinematische und gemischte Extremalprinzipe abgeleitet, die zur Beschreibung geometrisch und physikalisch nichtlinearen Tragverhaltens geeignet sind. Ein Schwerpunkt der Arbeit besteht in der Anwendung der Prinzipe zur Analyse und Bemessung von Stahlbeton-, Spannbeton- und Verbundquerschnitten. Aus einem einheitlichen Berechnungsmodell wird eine Vielzahl praxisrelevanter Problemstellungen abgeleitet. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anwendung der kinematischen Extremalformulierung f{\"u}r die geometrisch und physikalisch nichtlineare Berechnung von Stabtragwerken.}, subject = {Stahlbetonkonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Tatarin, author = {Tatarin, Ren{\´e}}, title = {Charakterisieren struktureller Ver{\"a}nderungen in zementgebundenen Baustoffen durch akustische zerst{\"o}rungsfreie Pr{\"u}fverfahren}, publisher = {Cuvillier Verlag}, address = {G{\"o}ttingen}, isbn = {978-3-7369-7575-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4592}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220215-45920}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {293}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wird das Charakterisieren struktureller Ver{\"a}nderungen zementgebundener Baustoffe durch zwei auf dem Ultraschall-Transmissionsverfahren beruhenden Methoden der zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fung (ZfP) mit mechanischen Wellen vorgenommen. Zur kontinuierlichen Charakterisierung der Erstarrung und Erh{\"a}rtung frischer zementgebundener Systeme wird ein auf Ultraschallsensoren f{\"u}r Longitudinal- und Scherwellen basierendes Messsystem in Kombination mit zugeh{\"o}rigen Verfahrensweisen zur Datenauswertung konzipiert, charakterisiert und angewandt. Gegen{\"u}ber der bislang {\"u}blichen alleinigen Bewertung der Verfestigung anhand indirekter Ultraschallparameter wie Ausbreitungsgeschwindigkeit, Signalenergie oder Frequenzgehalt der Longitudinalwelle l{\"a}sst sich damit eine direkte, sensible Erfassung der sich w{\"a}hrend der Strukturbildung entwickelnden dynamischen elastischen Eigenschaften auf der Basis prim{\"a}rer physikalischer Werkstoffparameter erreichen. Insbesondere Scherwellen und der dynamische Schubmodul sind geeignet, den graduellen {\"U}bergang zum Festk{\"o}rper mit {\"U}berschreiten der Perkolationsschwelle sensibel und unabh{\"a}ngig vom Luftgehalt zu erfassen. Die zeitliche Entwicklung der dynamischen elastischen Eigenschaften, die Strukturbildungsraten sowie die daraus extrahierten diskreten Ergebnisparameter erm{\"o}glichen eine vergleichende quantitative Charakterisierung der Strukturbildung zementgebundener Baustoffe aus mechanischer Sicht. Dabei lassen sich typische, oft unvermeidbare Unterschiede in der Zusammensetzung der Versuchsmischungen ber{\"u}cksichtigen. Der Einsatz laserbasierter Methoden zur Anregung und Erfassung von mechanischen Wellen und deren Kombination zu Laser-Ultraschall zielt darauf ab, die mit der Anwendung des konventionellen Ultraschall-Transmissionsverfahrens verbundenen Nachteile zu eliminieren. Diese resultieren aus der Sensorgeometrie, der mechanischen Ankopplung und bei einer Vielzahl von Oberfl{\"a}chenpunkten aus einem hohen pr{\"u}ftechnischen Aufwand. Die laserbasierte, interferometrische Erfassung mechanischer Wellen ist gegen{\"u}ber Ultraschallsensoren rauschbehaftet und vergleichsweise unsensibel. Als wesentliche Voraussetzung der scannenden Anwendung von Laser-Ultraschall auf zementgebundene Baustoffe erfolgen systematische experimentelle Untersuchungen zur laserinduzierten ablativen Anregung. Diese sollen zum Verst{\"a}ndnis des Anregungsmechanismus unmittelbar auf den Oberfl{\"a}chen von zementgebundenen Baustoffen, Gesteinsk{\"o}rnungen und metallischen Werkstoffen beitragen, relevante Einflussfaktoren aus den charakteristischen Materialeigenschaften identifizieren, geeignete Prozessparameter gewinnen und die Verfahrensgrenzen aufzeigen. Unter Einsatz von Longitudinalwellen erfolgt die Anwendung von Laser-Ultraschall zur zeit- und ortsaufgel{\"o}sten Charakterisierung der Strukturbildung und Homogenit{\"a}t frischer sowie erh{\"a}rteter Proben zementgebundener Baustoffe. W{\"a}hrend der Strukturbildung wird erstmals eine simultane ber{\"u}hrungslose Erfassung von Longitudinal- und Scherwellen vorgenommen. Unter Anwendung von tomographischen Methoden (2D-Laufzeit¬tomo¬graphie) werden {\"u}berlagerungsfreie Informationen zur r{\"a}umlichen Verteilung struktureller Gef{\"u}gever{\"a}nderungen anhand der longitudinalen Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. des relativen dynamischen Elastizit{\"a}tsmoduls innerhalb von virtuellen Schnittebenen gesch{\"a}digter Probek{\"o}rper gewonnen. Als beton-sch{\"a}digende Mechanismen werden exemplarisch der kombinierte Frost-Tausalz-Angriff sowie die Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion (AKR) herangezogen. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Verfahren der zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fung bieten erweiterte M{\"o}glichkeiten zur Charakterisierung zementgebundener Baustoffe und deren strukturellen Ver{\"a}nderungen und lassen sich zielgerichtet in der Werkstoffentwicklung, bei der Qualit{\"a}tssicherung sowie zur Analyse von Schadensprozessen und -ursachen einsetzen.}, subject = {Beton}, language = {de} } @phdthesis{Riesel, author = {Riesel, Tobias}, title = {Analyse des Querkrafttragverhaltens bewehrter Bauteile aus Porenbeton mit den Methoden der mathematischen Optimierung}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar Universit{\"a}tsverlag}, address = {Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1835}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130128-18351}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {178}, abstract = {Im Rahmen der Arbeit wird das Querkrafttragverhalten bewehrter Bauteile aus Porenbeton untersucht. Die vorherrschende Beschreibung des inneren Kr{\"a}ftezustandes basiert auf der Modellvorstellung eines Fachwerks oder Sprengwerks mit Stahlzugstreben und Betondruckstreben. Ziel ist die Entwicklung eines alternativen Verfahrens zur Ermittlung des inneren Kr{\"a}ftezustandes. Ausgehend vom Prinzip des Minimums des elastischen Gesamtpotentials wird eine Extremalaufgabe f{\"u}r das mechanische Problem formuliert. Die numerische Umsetzung basiert auf der {\"U}berf{\"u}hrung der Extremalaufgabe in eine nichtlineare Optimierungsaufgabe. Diese l{\"a}sst sich mit Standardsoftware l{\"o}sen. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das grundlegende Verfahren unabh{\"a}ngig vom verwendeten Materialmodell ist. Nichtlineare Spannungs-Dehnungs-Beziehungen oder die Ber{\"u}cksichtigung der Rissbildung erfordern keine Anpassung des Berechnungsalgorithmus. Bewehrte Porenbetonbauteile besitzen im Hinblick auf das Trag- und Verformungsverhalten einige Besonderheiten. Berechnungsans{\"a}tze f{\"u}r Stahlbetonelemente lassen sich nicht ohne entsprechende Modifikationen {\"u}bertragen lassen. Die Bewehrung wird aus glatten St{\"a}ben hergestellt, so dass nach der Herstellung nur ein Haftverbund wirksam ist. Dieser kann {\"u}ber die Lebensdauer teilweise oder vollst{\"a}ndig versagen. Die Kraft{\"u}bertragung zwischen den Verbundelementen muss durch entsprechende Kopplungselemente (z.B. Querst{\"a}be, B{\"u}gel, Endwinkel) sichergestellt werden. Der Bewehrungskorb ist im Porenbeton gebettet. Aufgrund der relativ niedrigen Festigkeit bzw. Steifigkeit des Porenbetons und des teilweise unwirksamen Verbundes treten Relativverschiebungen zwischen beiden Verbundmaterialien auf. Hier sind die Ursachen daf{\"u}r zu finden, dass die Beanspruchung der Querkraftbewehrung viel geringer ist als bei vergleichbaren Stahlbetonbalken. Der Querkraftbewehrungsgrad erlaubt keine R{\"u}ckschl{\"u}sse auf den Querkraftwiderstand. Das zentrale Anliegen der Arbeit ist die Implementierung nichtlinearer Materialans{\"a}tze, der Rissbildung des Porenbetons sowie der porenbetonspezifischen Besonderheiten verschieblicher Verbund, diskrete Verankerung der Bewehrung und Relativverschiebungen zwischen Porenbeton und Bewehrung) in das Berechnungsmodell. Die Leistungsf{\"a}higkeit des entwickelten Berechnungsmodells wird anhand von Beispielen demonstriert. Die Kr{\"a}fte in der Bewehrung sowie das Tragwerksverhalten werden realit{\"a}tsnah bestimmt.}, subject = {Querkraft}, language = {de} } @phdthesis{Bolle1999, author = {Bolle, Guido}, title = {Zur Bewertung des Belastungsgrades biegebeanspruchter Stahlbetonkonstruktionen anhand von Last-Verformungs-Informationen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.22}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-245}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1999}, abstract = {Die Beurteilung des Beanspruchungsgrades w{\"a}hrend eines Versuchs zur experimentellen Tragsicherheitsbewertung erfolgt auf Grundlage der zeitgleich dargestellten Beanspruchungs-Verformungsbeziehung. F{\"u}r ein fr{\"u}hzeitiges Erkennen von Strukturver{\"a}nderungen (Rißbildung/Plastizierung) eignen sich jedoch insbesondere Energiebetrachtungen w{\"a}hrend der verschiedenen Versuchsphasen, da diese das Zusammenspiel von Einwirkung und Tragwerksreaktion vollst{\"a}ndig widerspiegeln und auch geringe irreversible Struktur{\"a}nderungen immer mit Energiedissipation verbunden sind. In der Arbeit wird der Versuchsgrenzlastindikator deltaS (normierte Strukturver{\"a}nderungsenergie) vorgestellt. Dieser Parameter erfaßt nur die bei Belastungsversuchen interessanten Strukturver{\"a}nderungen und erm{\"o}glicht damit eine objektive Beurteilung des eingereichten Beanspruchungsgrades und eine zuverl{\"a}ssige Identifikation der Versuchsgrenzlast. Anhand von Versuchen im Labor und am realen Bauwerk wird die Anwendung des Indikators erl{\"a}utert und seine Eignung nachgewiesen.}, subject = {Stahlbetonkonstruktion}, language = {de} } @inproceedings{MarzbanAlmasiSchwarz, author = {Marzban, Samira and Almasi, Ashkan and Schwarz, Jochen}, title = {REINFORCED CONCRETE STRUCTURAL WALL DATABASE DEVELOPMENT FOR MODEL VALIDATION}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2452}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150831-24523}, abstract = {Reinforced concrete walls are commonly selected as the lateral resisting systems in seismic design of buildings. The design procedure requires reliable/robust models to predict the wall response. Many researchers, thus, have focused on using the available experimental data to be able to comment on the quality of models at hand. What is missing though is an uncertain attitude towards the experimental data since such data can be affected by different sources of uncertainty. In this paper, we introduce the database created for model quality evaluation purposes considering the uncertainties in the experimental data. This is the first step of a larger study on experience-based model quality evaluation of reinforced concrete walls. Here, we briefly present the database as well as six sample validations of the developed numerical model (the quality of which is to be assessed). The database contains the information on nearly 300 wall specimens from about 50 sources. Both the database and the numerical model, built for uncertainty/sensitivity analysis purposes, are mainly based on ten parameters. These include geometry, material, reinforcement layout and loading properties. The validation results prove that the model is able to predict the wall response satisfactorily. Consequently, the validated numerical model could be used in further quality evaluation studies.}, subject = {Baustoff}, language = {en} } @phdthesis{Janke, author = {Janke, Lars}, title = {Tragverhalten von Betondruckgliedern mit vorgespannter Umschn{\"u}rung aus Formged{\"a}chtnislegierungen, Stahl oder faserverst{\"a}rkten Kunststoffen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2326}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20141023-23262}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {180}, abstract = {Druckbeanspruchte Bauteile aus Beton k{\"o}nnen mit zugfesten Umschn{\"u}rungen von außen verst{\"a}rkt werden. Mit dieser etablierten Methode konnten axiale Traglast und Duktilit{\"a}t von unzureichend bewehrten St{\"u}tzen bereits verbessert werden. Es wurde jedoch festgestellt, dass der umschn{\"u}rte Betonkern dennoch an Festigkeit verliert. Um die Wirksamkeit der Umschn{\"u}rung zu erh{\"o}hen, wird deshalb vorgeschlagen, das umschn{\"u}rende Material vorzuspannen. Dieser Vorschlag wird insbesondere von der neuen Materialgruppe der Formged{\"a}chtnislegierungen inspiriert, die thermisch vorspannbar sind. Bisher sind die Auswirkungen der Vorspannung einer Umschn{\"u}rung auf das Tragverhalten von Betondruckgliedern kaum untersucht worden. Diese L{\"u}cke wird durch systematische Versuche an Betonzylindern mit vorgespannter Umschn{\"u}rung aus Stahl und kohlenstofffaserverst{\"a}rktem Kunststoff geschlossen. Die Abbildung der Versuchsergebnisse durch geeignete Modelle erm{\"o}glicht auch Aussagen zum Verhalten von Betondruckgliedern mit Umschn{\"u}rungen aus anderen Materialien, beispielsweise Formged{\"a}chtnislegierungen. Um diese in den Berechnungen zu simulieren, wird eine f{\"u}r das Bauwesen infrage kommende eisenbasierte Legierung in separaten axialen Versuchen charakterisiert und thermisch vorgespannt. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelten neuen Modelle orientieren sich im Wesentlichen an zwei Zielen: dem Abbilden des mehraxialen Spannungs-Dehnungs-Verhaltens des vorgespannt umschn{\"u}rten Betons und dem Berechnen der Restfestigkeit des Betons. Die durchgef{\"u}hrten Versuche und Parameterstudien auf Basis der Modelle zeigen: Die Vorspannung der Umschn{\"u}rung beeinflusst vor allem die Restfestigkeit des Betons wesentlich. Die gewonnenen Erkenntnisse und neuen Methoden k{\"o}nnen eingesetzt werden, um das Tragverhalten von Betondruckgliedern mit Umschn{\"u}rungen aus Stahl, faserverst{\"a}rktem Kunststoff oder Formged{\"a}chtnislegierungen zu bewerten.}, subject = {Beton}, language = {de} } @article{AnsariZachariasKoenke, author = {Ansari, Meisam and Zacharias, Christin and K{\"o}nke, Carsten}, title = {Metaconcrete: An Experimental Study on the Impact of the Core-Coating Inclusions on Mechanical Vibration}, series = {materials}, volume = {2023}, journal = {materials}, number = {Volume 16, Issue 5, article 1836}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/ma16051836}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230315-49370}, pages = {1 -- 18}, abstract = {Resonance vibration of structures is an unpleasant incident that can be conventionally avoided by using a Tuned Mass Damper (TMD). The scope of this paper contains the utilization of engineered inclusions in concrete as damping aggregates to suppress resonance vibration similar to a TMD. The inclusions are composed of a stainless-steel core with a spherical shape coated with silicone. This configuration has been the subject of several studies and it is best known as Metaconcrete. This paper presents the procedure of a free vibration test conducted with two small-scaled concrete beams. The beams exhibited a higher damping ratio after the core-coating element was secured to them. Subsequently, two meso-models of small-scaled beams were created: one representing conventional concrete and the other representing concrete with the core-coating inclusions. The frequency response curves of the models were obtained. The change in the response peak verified the ability of the inclusions to suppress the resonance vibration. This study concludes that the core-coating inclusions can be utilized in concrete as damping aggregates.}, subject = {Beton}, language = {en} } @inproceedings{MuellerLudwigSchulteSchreppingetal., author = {Mueller, Matthias and Ludwig, Horst-Michael and Schulte-Schrepping, Christoph and Breitenb{\"u}cher, Rolf}, title = {Dauerhafte Betonfahrbahndecken durch Verwendung unterschiedlicher Bindemittel in Ober- und Unterbeton}, series = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung, 16. - 18.09.2015, Weimar. Band 2}, booktitle = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung, 16. - 18.09.2015, Weimar. Band 2}, editor = {Ludwig, Horst-Michael}, organization = {F.A.Finger-Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-00-050225-5 (Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag Weimar)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4871}, pages = {2536-2543}, abstract = {Gem{\"a}ß dem Regelwerk f{\"u}r Betonstraßen muss f{\"u}r zweischichtige Betonfahrbahndecken derselbe Zement in Ober- und Unterbeton verwendet werden. Weiterhin ist die Anrechnung von Flugasche auf den w/z-Wert nicht gestattet. Durch eine flexiblere Handhabung der Bindemittel k{\"o}nnten sich Vorteile f{\"u}r die Betonbauweise ergeben. So k{\"o}nnte z.B. der st{\"a}rker durch Frost beanspruchte Oberbeton mit CEM I hergestellt werden, w{\"a}hrend Zemente mit h{\"o}heren H{\"u}ttensandgehalten nur im Unterbeton angewendet werden. Im Unterbeton k{\"o}nnten dann Gesteinsk{\"o}rnungen eingesetzt werden, die in einer herk{\"o}mmlichen CEM I-Rezeptur als AKR-kritisch eingestuft w{\"u}rden. Anhand von AKR-Performance-Pr{\"u}fungen konnte die hohe Wirksamkeit h{\"u}ttensandhaltiger Zemente sowie auch von Flugasche auf die AKR-Verminderung aufgezeigt werden. Schon mit einem CEM II/B-S wurden AKR-kritische Rezepturen in den unkritischen Bereich verschoben. Der Frost-Tausalz-Widerstand der Betone wurde bei hohen Gehalten an H{\"u}ttensand bzw. H{\"u}ttensand + Flugasche verringert, bewegte sich aber in jedem Fall noch im g{\"u}nstigen Bereich. Um eine Beeintr{\"a}chtigung der baupraktischen Umsetzbarkeit zu vermeiden, sollte sich die Festigkeitsentwicklung von Ober- und Unterbeton im jungen Alter nicht zu stark unterscheiden. Modellberechnungen zur Festlegung einer Mindestfestigkeit f{\"u}r die fr{\"u}he Belastung sind derzeit noch in Bearbeitung.}, subject = {Beton}, language = {de} } @inproceedings{GruendelLudwigGeisenhansluekeetal., author = {Gr{\"u}ndel, Hendrik and Ludwig, Horst-Michael and Geisenhansl{\"u}ke, Carsten and M{\"u}ller, Matthias}, title = {Einfluss der Zusammensetzung von Portlandzementklinker und Sulfattr{\"a}ger auf das Erstarrungsverhalten von Spritzbeton}, series = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung : 16.-18. September 2015, Weimar}, booktitle = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung : 16.-18. September 2015, Weimar}, isbn = {978-3-00-050225-5 (Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag Weimar)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4885}, pages = {549-555}, abstract = {In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss der Klinkerzusammensetzung sowie der Sulfattr{\"a}gerart auf die Leistungsf{\"a}higkeit eines Spritzzementes untersucht. Um eine Untersulfatisierung im System mit einen Aluminiumsulfat / -hydroxid Beschleuniger zu vermeiden, sollte ein anhydritbasierter Sulfattr{\"a}ger eingesetzt werden. Dies f{\"u}hrt zu einer besseren Festigkeitsentwicklung im jungen Alter.}, subject = {Beton}, language = {de} } @inproceedings{MuellerLudwig, author = {M{\"u}ller, Matthias and Ludwig, Horst-Michael}, title = {Sulfatangriff magnesiumhaltiger W{\"a}sser auf M{\"o}rtel unterschiedlicher Zusammensetzung}, series = {Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar}, booktitle = {Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar}, editor = {Ludwig, Horst-Michael}, organization = {F.A.Finger-Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-00-034075-8 (Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag Weimar)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4873}, pages = {489-496}, abstract = {Die besondere Aggressivit{\"a}t von hochkonzentrierten Magnesiumsulfatl{\"o}sungen bei Einwirkung auf Beton ist seit vielen Jahrzehnten bekannt. Neben dem Sulfat greift zus{\"a}tzlich auch das Magnesium den Zementstein an. Bei hohen L{\"o}sungskonzentrationen nimmt der Magnesiumangriff gegen{\"u}ber dem Sulfatangriff sogar eine dominante Rolle ein. Magnesiumgehalte unter 300 mg/l im Grundwasser gelten allerdings bislang als nicht angreifend. In Auslagerungs- und Laborversuchen wurde jedoch festgestellt, dass auch bei praxisrelevanten Magnesium- (<300 mg/l) und Sulfatgehalten (1.500 mg/l) das Magnesium zu einer deutlichen Versch{\"a}rfung des Sulfatangriffes bei niedrigen Temperaturen f{\"u}hrte. Diese Versch{\"a}rfung trat bei M{\"o}rteln und Betonen auf, bei denen der erh{\"o}hte Sulfatwiderstand durch einen teilweisen Zementersatz mit 20 \% Flugasche zu einem CEM II/A-LL erreicht werden sollte, gem{\"a}ß der Flugascheregelung nach EN 206-1/DIN 1045-2. Bei einem teilweisen Zementersatz durch 30 \% Flugasche konnte auch in magnesiumhaltigen Sulfatl{\"o}sungen eine deutliche Verbesserung des Sulfatwiderstandes erreicht werden. M{\"o}rtel mit HS-Zement als Bindemittel wiesen keinerlei Sch{\"a}den auf. Schadensverursachend war eine Kombination mehrerer Einfl{\"u}sse. Zum einen wurde der Sulfatwiderstand des Zement-Flugasche-Systems durch die unzureichende Reaktion der Flugasche infolge der niedrigen Lagerungstemperatur geschw{\"a}cht. Zum anderen konnte durch die Einwirkung des Magnesiums in der Randzone vermutlich eine Destabilisierung der C-S-H-Phasen erfolgen, wodurch die Thaumasitbildung an dieser Stelle forciert wurde. Zus{\"a}tzlich wurde durch den Portlanditverbrauch und die pH-Wert-Absenkung in der Randzone die puzzolanische Reaktion der Flugasche behindert.}, subject = {Beton}, language = {de} } @inproceedings{MuellerLudwig, author = {Mueller, Matthias and Ludwig, Horst-Michael}, title = {Neue Modelle f{\"u}r den Frost-Tausalz-Angriff auf Beton}, series = {Tagungsbericht, 20. Ibausil - 20. Internationale Baustofftagung, 12. - 14. September 2018, Weimar, Teil 1}, booktitle = {Tagungsbericht, 20. Ibausil - 20. Internationale Baustofftagung, 12. - 14. September 2018, Weimar, Teil 1}, editor = {Ludwig, Horst-Michael}, organization = {F.A.Finger-Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-00-059950-7 (Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag Weimar)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4869}, pages = {1502-1509}, abstract = {F{\"u}r den Frost-Tausalz-Angriff auf Beton existiert eine Reihe von Schadenstheorien. Drei aktuelle Theorien nehmen f{\"u}r sich in Anspruch, den Schadensmechanismus und insbesondere den Einfluss niedrig konzentrierter Tausalzl{\"o}sungen auf den Sch{\"a}digungsgrad gut abbilden zu k{\"o}nnen. Die Glue Spall-Theorie sowie die Cryogenic Suction-Theorie bieten plausible Ans{\"a}tze. In Untersuchungen konnten einige Modellvorstellungen best{\"a}tigt werden, insbesondere der Prozess des kryogenen Saugens. Ob dieser Vorgang oder die mechanische Glue Spall-Belastung tats{\"a}chlich schadensausl{\"o}send sind, kann anhand der Untersuchungen jedoch noch nicht zweifelsfrei best{\"a}tigt oder ausgeschlossen werden. Die Brine Rejection-Theorie zeigt wichtige Prozesse auf, die f{\"u}r die Sch{\"a}digung bei einem Frost-Tausalz-Angriff relevant sein k{\"o}nnen. Als alleinstehendes Modell ist es eher nicht geeignet.}, subject = {Beton}, language = {de} } @article{AnsariTartaglioneKoenke, author = {Ansari, Meisam and Tartaglione, Fabiola and K{\"o}nke, Carsten}, title = {Experimental Validation of Dynamic Response of Small-Scale Metaconcrete Beams at Resonance Vibration}, series = {materials}, volume = {2023}, journal = {materials}, number = {volume 16, issue 14, article 5029}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/ma16145029}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230818-64154}, pages = {1 -- 17}, abstract = {Structures and their components experience substantially large vibration amplitudes at resonance, which can cause their failure. The scope of this study is the utilization of silicone-coated steel balls in concrete as damping aggregates to suppress the resonance vibration. The heavy steel cores oscillate with a frequency close to the resonance frequency of the structure. Due to the phase difference between the vibrations of the cores and the structure, the cores counteract the vibration of the structure. The core-coating inclusions are randomly distributed in concrete similar to standard aggregates. This mixture is referred to as metaconcrete. The main goal of this work is to validate the ability of the inclusions to suppress mechanical vibration through laboratory experiments. For this purpose, two small-scale metaconcrete beams were cast and tested. In a free vibration test, the metaconcrete beams exhibited a larger damping ratio compared to a similar beam cast from conventional concrete. The vibration amplitudes of the metaconcrete beams at resonance were measured with a frequency sweep test. In comparison with the conventional concrete beam, both metaconcrete beams demonstrated smaller vibration amplitudes. Both experiments verified an improvement in the dynamic response of the metaconcrete beams at resonance vibration.}, subject = {Beton}, language = {en} } @techreport{MuellerSeidelLudwigetal., author = {M{\"u}ller, Christoph and Seidel, Maik and Ludwig, Horst-Michael and M{\"u}ller, Matthias}, title = {Pr{\"u}fung des Frost-Tausalz-Widerstandes von Beton f{\"u}r die Expositionsklasse XF2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4887}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20240226-48877}, pages = {34}, abstract = {In cold and moderate climates concrete can be subjected to a combined salt frost attack, which can cause scaling damage. Consequently, numerous test procedures were developed to determine the resistance of concrete compositions against this kind of attack. These tests typically mimic a severe attack with high levels of saturation, e.g. as for concrete pavements. Very few approaches exist for testing the salt frost scaling resistance of concretes, which are subjected only to medium levels of saturation, as such concrete elements typically don't show notable scaling damage. However, the increasing use of low carbon cements with high clinker substitution rates might affect the salt frost scaling resistance of such concrete elements to some extent. To ensure adequate durability of such concretes it is thus desirable to determine their performance in an actual test procedure instead of relying on past experience. Thus, less severe test methods was developed, which are based on the Slab test and the CDF test, repectively.}, subject = {Beton}, language = {de} } @inproceedings{MuellerEhrhardtLudwig, author = {M{\"u}ller, Matthias and Ehrhardt, Dirk and Ludwig, Horst-Michael}, title = {Optimierung der Nachbehandlung von Waschbetonoberfl{\"a}chen}, series = {Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar}, booktitle = {Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar}, editor = {Ludwig, Horst-Michael}, organization = {F.A.Finger-Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-00-034075-8}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4872}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20240226-48722}, pages = {794-781}, abstract = {Der Nachbehandlung eines Fahrbahndeckenbetons kommt zum Erzielen eines hohen Frost-Tausalz-Widerstandes der fertigen Betondecke eine besondere Bedeutung zu. Bei der Waschbetonbauweise erfolgt die Nachbehandlung in mehreren Schritten. Eine erste Nachbehandlung gew{\"a}hrleistet den Verdunstungsschutz des Betons bis zum Zeitpunkt des Ausb{\"u}rstens des verz{\"o}gerten Oberfl{\"a}chenm{\"o}rtels. Daran schließt sich die zweite Nachbehandlung an, in der Regel durch Aufspr{\"u}hen eines fl{\"u}ssigen Nachbehandlungsmittels. Der zweite Nachbehandlungsschritt ist entscheidend f{\"u}r den Frost-Tausalz-Widerstand der Betondecke. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde daher untersucht, inwiefern durch eine Optimierung der zweiten Nachbehandlung der Frost-Tausalz-Widerstand von Waschbetonoberfl{\"a}chen erh{\"o}ht werden kann, insbesondere bei Verwendung h{\"u}ttensandhaltiger Zemente. Schon durch eine einmalige Nassnachbehandlung wurde eine deutlich h{\"o}herer Widerstand der Waschbetons gegen Frost-Tausalz-Angriff erzielt.}, subject = {Beton}, language = {de} } @misc{Ansari, type = {Master Thesis}, author = {Ansari, Meisam}, title = {Simulation methods for functional and microstructured composite materials}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4278}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201103-42783}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {110}, abstract = {In this thesis, a generic model for the post-failure behavior of concrete in tension is proposed. A mesoscale model of concrete representing the heterogeneous nature of concrete is formulated. The mesoscale model is composed of three phases: aggregate, mortar matrix, and the Interfacial Transition Zone between them. Both local and non-local formulations of the damage are implemented and the results are compared. Three homogenization schemes from the literature are employed to obtain the homogenized constitutive relationship for the macroscale model. Three groups of numerical examples are provided.}, subject = {Simulation}, language = {en} } @article{HarirchianLahmerKumarietal., author = {Harirchian, Ehsan and Lahmer, Tom and Kumari, Vandana and Jadhav, Kirti}, title = {Application of Support Vector Machine Modeling for the Rapid Seismic Hazard Safety Evaluation of Existing Buildings}, series = {Energies}, volume = {2020}, journal = {Energies}, number = {volume 13, issue 13, 3340}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/en13133340}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200707-41915}, pages = {15}, abstract = {The economic losses from earthquakes tend to hit the national economy considerably; therefore, models that are capable of estimating the vulnerability and losses of future earthquakes are highly consequential for emergency planners with the purpose of risk mitigation. This demands a mass prioritization filtering of structures to identify vulnerable buildings for retrofitting purposes. The application of advanced structural analysis on each building to study the earthquake response is impractical due to complex calculations, long computational time, and exorbitant cost. This exhibits the need for a fast, reliable, and rapid method, commonly known as Rapid Visual Screening (RVS). The method serves as a preliminary screening platform, using an optimum number of seismic parameters of the structure and predefined output damage states. In this study, the efficacy of the Machine Learning (ML) application in damage prediction through a Support Vector Machine (SVM) model as the damage classification technique has been investigated. The developed model was trained and examined based on damage data from the 1999 D{\"u}zce Earthquake in Turkey, where the building's data consists of 22 performance modifiers that have been implemented with supervised machine learning.}, subject = {Erdbeben}, language = {en} } @inproceedings{MuellerLudwigBenHahaetal., author = {M{\"u}ller, Matthias and Ludwig, Horst-Michael and Ben Haha, Mohsen and Zajac, Maciej}, title = {Optimization of multi-component cements containing clinker, slag, V-fly ash, limestone}, series = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung, 16. - 18.09.2015, Weimar. Band 2}, booktitle = {Tagungsband 19. Ibausil - 19. Internationale Baustofftagung, 16. - 18.09.2015, Weimar. Band 2}, editor = {Ludwig, Horst-Michael}, organization = {F.A.Finger-Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-00-050225-5 (Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag Weimar)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4870}, pages = {424-431}, abstract = {The aim of this study was to investigate the optimization of the strength development of quaternary cements with 50 \% clinker by a variation of the particle size distribution of the components GGBFS, fly ash and limestone powder. By balancing the overall PSD of the cement by using unprocessed fly ash and coarse limestone powder in combination with a very fine GGBFS, the water demand of the resulting quaternary cements remained unaltered, while the compressive strength of the cements was increased significantly after 7d, 28 and 56d. As can be expected, the quaternary cement with 30 wt.\% of the fine slag exhibited a stronger strength increase (about 18 \% after 28 d) than the cements with only 20 wt.\% slag (about 10\% after 28d).}, subject = {Zement}, language = {en} } @unpublished{BodeMarxVogeletal., author = {Bode, Matthias and Marx, Steffen and Vogel, Albert and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Dissipationsenergie bei Erm{\"u}dungsversuchen an Betonprobek{\"o}rpern}, volume = {2019}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4493}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20211012-44938}, pages = {9}, abstract = {Aufgrund des visko-elastoplastischen Materialverhaltens von Beton wird Probek{\"o}rpern und Bauteilen infolge zyklischer Beanspruchungen Energie zugef{\"u}hrt. Die entsprechenden Energiegr{\"o}ßen werden durch Hysteresefl{\"a}chen der Spannungs-Dehnungslinien beschrieben. In der Literatur finden sich dabei unterschiedliche Ans{\"a}tze, wof{\"u}r diese Energie verwendet wird. Erste Untersuchungen zeigen, dass zumindest ein Teil dieser dissipierten Energie in thermische Energie umgewandelt wird. Mithilfe der in diesem Beitrag beschriebenen Methodik lassen sich diese Energiegr{\"o}ßen f{\"u}r jeden Lastwechsel eines Erm{\"u}dungsversuches schnell und zuverl{\"a}ssig bestimmen. Anschließend wurden mit dem implementierten Algorithmus die dissipierten Energien von insgesamt 27 zyklischen Versuchen ausgewertet. Analog zu der Dehnungsentwicklung und der Steifigkeitsdegradation weisen auch die Verl{\"a}ufe der dissipierten Energie {\"u}ber die Lastwechselzahl einen dreiphasigen Verlauf auf. Die Auswertung zeigt außerdem eine Korrelation zwischen der Bruchlastwechselzahl und der dissipierten Energie. Auch der Zusammenhang zwischen Probek{\"o}rpererw{\"a}rmung und dissipierter Energie konnte best{\"a}tigt werden.}, subject = {Erm{\"u}dung}, language = {de} } @unpublished{VogelVoelkerBodeetal., author = {Vogel, Albert and V{\"o}lker, Conrad and Bode, Matthias and Marx, Steffen}, title = {Messung und Simulation der Erw{\"a}rmung von erm{\"u}dungsbeanspruchten Betonprobek{\"o}rpern}, series = {Bauphysik}, volume = {2020}, journal = {Bauphysik}, number = {Volume 42, Issue 2}, publisher = {John Wiley and Sons}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4147}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200425-41471}, pages = {86 -- 93}, abstract = {Im vorliegenden Beitrag werden Messungen und Berechnungen vorgestellt, die die Temperaturentwicklung in Betonzylindern aufgrund zyklischer Beanspruchung genau beschreiben. Die Messungen wurden in einem Versuchsstand, die Berechnungen im FEM-Programm ANSYS durchgef{\"u}hrt. Mit Hilfe der Temperaturmessungen konnten die Simulationen f{\"u}r die Temperaturentwicklung der Betonzylinder mit der verwendeten Betonrezeptur validiert werden. Die Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass bei zyklischer Probek{\"o}rperbelastung und der einhergehenden Probek{\"o}rperdehnung Energie dissipiert wird und diese maßgeblich f{\"u}r die Erw{\"a}rmung der Probe verantwortlich ist.}, subject = {zyklische Beanspruchung}, language = {de} }