TY - CHAP A1 - Müller, Matthias A1 - Ludwig, Horst-Michael ED - Ludwig, Horst-Michael T1 - Sulfatangriff magnesiumhaltiger Wässer auf Mörtel unterschiedlicher Zusammensetzung T2 - Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar N2 - Die besondere Aggressivität von hochkonzentrierten Magnesiumsulfatlösungen bei Einwirkung auf Beton ist seit vielen Jahrzehnten bekannt. Neben dem Sulfat greift zusätzlich auch das Magnesium den Zementstein an. Bei hohen Lösungskonzentrationen nimmt der Magnesiumangriff gegenüber 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 Verschärfung des Sulfatangriffes bei niedrigen Temperaturen führte. Diese Verschärfung trat bei Mörteln und Betonen auf, bei denen der erhöhte Sulfatwiderstand durch einen teilweisen Zementersatz mit 20 % Flugasche zu einem CEM II/A-LL erreicht werden sollte, gemäß der Flugascheregelung nach EN 206-1/DIN 1045-2. Bei einem teilweisen Zementersatz durch 30 % Flugasche konnte auch in magnesiumhaltigen Sulfatlösungen eine deutliche Verbesserung des Sulfatwiderstandes erreicht werden. Mörtel mit HS-Zement als Bindemittel wiesen keinerlei Schäden auf. Schadensverursachend war eine Kombination mehrerer Einflüsse. Zum einen wurde der Sulfatwiderstand des Zement-Flugasche-Systems durch die unzureichende Reaktion der Flugasche infolge der niedrigen Lagerungstemperatur geschwächt. 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. Zusätzlich wurde durch den Portlanditverbrauch und die pH-Wert-Absenkung in der Randzone die puzzolanische Reaktion der Flugasche behindert. KW - Beton KW - Beton KW - Sulfatangriff KW - Flugasche KW - Magnesiumsulfat KW - Thaumasit Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20240507-48732 SN - 978-3-00-034075-8 (Bauhaus-Universitätsverlag Weimar) ER - TY - CHAP A1 - Müller, Matthias A1 - Ehrhardt, Dirk A1 - Ludwig, Horst-Michael ED - Ludwig, Horst-Michael T1 - Optimierung der Nachbehandlung von Waschbetonoberflächen T2 - Tagungsband 18. Ibausil - 18. Internationale Baustofftagung : 12.-15. September 2012, Weimar N2 - 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 gewährleistet den Verdunstungsschutz des Betons bis zum Zeitpunkt des Ausbürstens des verzögerten Oberflächenmörtels. Daran schließt sich die zweite Nachbehandlung an, in der Regel durch Aufsprühen eines flüssigen Nachbehandlungsmittels. Der zweite Nachbehandlungsschritt ist entscheidend für 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 Waschbetonoberflächen erhöht werden kann, insbesondere bei Verwendung hüttensandhaltiger Zemente. Schon durch eine einmalige Nassnachbehandlung wurde eine deutlich höherer Widerstand der Waschbetons gegen Frost-Tausalz-Angriff erzielt. KW - Beton KW - Straßenbeton KW - Waschbeton KW - Nachbehandlung KW - Frost-Tausalz-Widerstand Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20240226-48722 SN - 978-3-00-034075-8 ER - TY - JFULL ED - Engell, Lorenz ED - Siegert, Bernhard T1 - Schwerpunkt Kollektiv N2 - Die neuere und höchst produktive Konjunktur des »Kollektiv«-Begriffs in Soziologie und Kulturtheorie, wie sie sich insbesondere durch die Ent-faltung der Akteur-Netzwerk-Theorie herausgebildet hat, ist zunächst durch vier miteinander zusammenhängende Eigentümlichkeiten gekennzeichnet. Erstens bezeichnet das »Kollektiv« in diesem Sinne vor allem anderen eine Ansammlung von Entitäten zu einem als Ganzem operativen, möglicherweise sogar handlungs- und reflexionsfähigen Komplex. Die Operationen werden dabei erstens im »Kollektiv« und durch das »Kollektiv« ausgeführt, gleichzeitig jedoch sind sie es, die das »Kollektiv« überhaupt erst aufspannen und relationieren und so zusammenhalten und reproduzieren bzw. variieren. Das Besondere daran ist zweitens – und das unterscheidet den »Kollektiv«-Begriff etwa von demjenigen des Systems –, dass es keine Subsumption der beteiligten Entitäten unter das kollektive Gebilde gibt. Die Operationsfähigkeit und der Zusammenschluss führen weder zu einem Aufgehen des Einzelnen im Ganzen, noch zerfällt im Rückfall das Ganze in eine bloße Gesamtheit aufsummierbarer Teile und Effekte. Kurz: Das »Kollektiv« kann nicht über die Beziehung von Ganzem und Teil definiert und schon gar nicht nach einer dieser beiden Seiten hin aufgelöst werden. Drittens, und das ist der vermutlich plakativste Zug des neuen »Kollektiv«-Begriffs, umfasst das »Kollektiv« Entitäten völlig heterogener Art, genauer: Es bringt solche Gegebenheiten zusammen, die nach klassischer ontologischer Tradition verschiedenen Seinsbezirken zugerechnet worden wären. Das sind vor allem die berühmten menschlichen und nichtmenschlichen Akteure Bruno Latours, das sind also Personen und Artefakte, Kultur- und Naturdinge, Intelligibles und Sensibles, Reflexives und Irreflexives, Technisches und Ästhetisches, Bilder und Objekte oder sogar Materielles und Immaterielles wie Geister, Götter und Ahnen, so bei Descola oder Gell. Und viertens schließlich ist der »Kollektiv«-Begriff speziell ein Kontrastbegriff , der innerhalb der »neuen Soziologie« der Akteur-Netzwerk-Theorie an die Stelle des Gesellschaftsbegriff s treten soll, eben um dessen humanozentrische Prägung einerseits und seine subsumptive, generalisierende und anti-partikulare Tradition andererseits abzustreifen. KW - Medienwissenschaft KW - Kulturwissenschaft Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20240507-48485 SN - 2366-0767 N1 - Lizenz CC-BY-NC-SA 3.0 VL - 2012 IS - 3.2012, Heft 2 PB - Felix Meiner Verlag CY - Hamburg ER - TY - JFULL ED - Engell, Lorenz ED - Siegert, Bernhard T1 - Schwerpunkt Entwerfen N2 - Entwerfen ist ein äusserst unscharfer Begriff. Mit ihm kann je nach Kontext ebenso Zeichnen, Planen, Modellieren, Projektieren oder Darstellen gemeint sein wie Erfi nden, Entwickeln, Konzipieren, Komponieren und ähnliches. Wenn Architekten vom Entwurf reden, verwenden sie das Wort meist in einer Bedeutung, die auf den kunsttheoretischen Diskurs zurückgeht, der im Florenz des 16. Jahrhunderts entstanden ist: Entwurf als disegno. Dementsprechend konnte Entwerfen in der kunsthermeneutischen Rezeption schließlich mit dem ›künstlerischen Schaff ensprozess‹ selbst synonym werden. Im Entwerfen meint man der geistigen Vermögen und Prozesse im künstlerischen Subjekt habhaft zu werden. An diese Tradition soll hier bewusst nicht angeknüpft werden. Um das Entwerfen als Kulturtechnik in seiner historischen Bedingtheit zu beschreiben, muss es aus dem anthropozentrischen Ursprung herausgerückt werden, an den es der florentinische kunsttheoretische Diskurs versetzt hat. Statt das Entwerfen als fundamentalen Akt künstlerischen Schaff ens zu begreifen und als anthropologische Konstante der Geschichte zu entziehen, wäre eben diese Konzeption als historisches Resultat von diskursiven, technischen und institutionellen Praktiken zu befragen. KW - Medienwissenschaft KW - Kulturwissenschaft Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20240507-48473 SN - 2366-0767 N1 - Lizenz CC-BY-NC-SA 3.0 VL - 2012 IS - 3.2012, Heft 1 PB - Felix Meiner Verlag CY - Hamburg ER - TY - JOUR A1 - Simpson, R. A1 - Bordas, Stéphane Pierre Alain A1 - Trevelyan, J. A1 - Kerfriden, Pierre A1 - Rabczuk, Timon T1 - An Isogeometric Boundary Element Method for elastostatic analysis JF - Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering N2 - The concept of isogeometric analysis, where functions that are used to describe geometry in CAD software are used to approximate the unknown fields in numerical simulations, has received great attention in recent years. The method has the potential to have profound impact on engineering design, since the task of meshing, which in some cases can add significant overhead, has been circumvented. Much of the research effort has been focused on finite element implementations of the isogeometric concept, but at present, little has been seen on the application to the Boundary Element Method. The current paper proposes an Isogeometric Boundary Element Method (BEM), which we term IGABEM, applied to two-dimensional elastostatic problems using Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS). We find it is a natural fit with the isogeometric concept since both the NURBS approximation and BEM deal with quantities entirely on the boundary. The method is verified against analytical solutions where it is seen that superior accuracies are achieved over a conventional quadratic isoparametric BEM implementation. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.cma.2011.08.008 ER - TY - JOUR A1 - Chau-Dinh, T. A1 - Zi, Goangseup A1 - Lee, P.S. A1 - Song, Jeong-Hoon A1 - Rabczuk, Timon T1 - Phantom-node method for shell models with arbitrary cracks JF - Computers & Structures N2 - A phantom-node method is developed for three-node shell elements to describe cracks. This method can treat arbitrary cracks independently of the mesh. The crack may cut elements completely or partially. Elements are overlapped on the position of the crack, and they are partially integrated to implement the discontinuous displacement across the crack. To consider the element containing a crack tip, a new kinematical relation between the overlapped elements is developed. There is no enrichment function for the discontinuous displacement field. Several numerical examples are presented to illustrate the proposed method. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruc.2011.10.021 ER - TY - JOUR A1 - Talebi, Hossein A1 - Samaniego, C. A1 - Samaniego, Esteban A1 - Rabczuk, Timon T1 - On the numerical stability and mass-lumping schemes for explicit enriched meshfree methods JF - International Journal for Numerical Methods in Engineering N2 - Meshfree methods (MMs) such as the element free Galerkin (EFG)method have gained popularity because of some advantages over other numerical methods such as the finite element method (FEM). A group of problems that have attracted a great deal of attention from the EFG method community includes the treatment of large deformations and dealing with strong discontinuities such as cracks. One efficient solution to model cracks is adding special enrichment functions to the standard shape functions such as extended FEM, within the FEM context, and the cracking particles method, based on EFG method. It is well known that explicit time integration in dynamic applications is conditionally stable. Furthermore, in enriched methods, the critical time step may tend to very small values leading to computationally expensive simulations. In this work, we study the stability of enriched MMs and propose two mass-lumping strategies. Then we show that the critical time step for enriched MMs based on lumped mass matrices is of the same order as the critical time step of MMs without enrichment. Moreover, we show that, in contrast to extended FEM, even with a consistent mass matrix, the critical time step does not vanish even when the crack directly crosses a node. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/nme.3275 SP - 1009 EP - 1027 ER - TY - JOUR A1 - Chen, Lei A1 - Rabczuk, Timon A1 - Liu, G.R. A1 - Zeng, K.Y. A1 - Kerfriden, Pierre A1 - Bordas, Stéphane Pierre Alain T1 - Extended finite element method with edge-based strain smoothing (ESm-XFEM) for linear elastic crack growth JF - Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering N2 - This paper presents a strain smoothing procedure for the extended finite element method (XFEM). The resulting “edge-based” smoothed extended finite element method (ESm-XFEM) is tailored to linear elastic fracture mechanics and, in this context, to outperform the standard XFEM. In the XFEM, the displacement-based approximation is enriched by the Heaviside and asymptotic crack tip functions using the framework of partition of unity. This eliminates the need for the mesh alignment with the crack and re-meshing, as the crack evolves. Edge-based smoothing (ES) relies on a generalized smoothing operation over smoothing domains associated with edges of simplex meshes, and produces a softening effect leading to a close-to-exact stiffness, “super-convergence” and “ultra-accurate” solutions. The present method takes advantage of both the ES-FEM and the XFEM. Thanks to the use of strain smoothing, the subdivision of elements intersected by discontinuities and of integrating the (singular) derivatives of the approximation functions is suppressed via transforming interior integration into boundary integration. Numerical examples show that the proposed method improves significantly the accuracy of stress intensity factors and achieves a near optimal convergence rate in the energy norm even without geometrical enrichment or blending correction. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.cma.2011.08.013 ER - TY - JOUR A1 - Nguyen-Xuan, Hung A1 - Rabczuk, Timon A1 - Nguyen-Thoi, T. A1 - Tran, T. A1 - Nguyen-Thanh, Nhon T1 - Computation of limit and shakedown loads using a node-based smoothed finite element method JF - International Journal for Numerical Methods in Engineering N2 - This paper presents a novel numerical procedure for computing limit and shakedown loads of structures using a node-based smoothed FEM in combination with a primal–dual algorithm. An associated primal–dual form based on the von Mises yield criterion is adopted. The primal-dual algorithm together with a Newton-like iteration are then used to solve this associated primal–dual form to determine simultaneously both approximate upper and quasi-lower bounds of the plastic collapse limit and the shakedown limit. The present formulation uses only linear approximations and its implementation into finite element programs is quite simple. Several numerical examples are given to show the reliability, accuracy, and generality of the present formulation compared with other available methods. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/nme.3317 SP - 287 EP - 310 ER - TY - JOUR A1 - Areias, Pedro A1 - Rabczuk, Timon A1 - Dias-da-Costa, D. A1 - Piresh, E.B. T1 - Implicit solutions with consistent additive and multiplicative components JF - Finite Elements in Analysis and Design N2 - This work describes an algorithm and corresponding software for incorporating general nonlinear multiple-point equality constraints in a implicit sparse direct solver. It is shown that direct addressing of sparse matrices is possible in general circumstances, circumventing the traditional linear or binary search for introducing (generalized) constituents to a sparse matrix. Nested and arbitrarily interconnected multiple-point constraints are introduced by processing of multiplicative constituents with a built-in topological ordering of the resulting directed graph. A classification of discretization methods is performed and some re-classified problems are described and solved under this proposed perspective. The dependence relations between solution methods, algorithms and constituents becomes apparent. Fracture algorithms can be naturally casted in this framework. Solutions based on control equations are also directly incorporated as equality constraints. We show that arbitrary constituents can be used as long as the resulting directed graph is acyclic. It is also shown that graph partitions and orderings should be performed in the innermost part of the algorithm, a fact with some peculiar consequences. The core of our implicit code is described, specifically new algorithms for direct access of sparse matrices (by means of the clique structure) and general constituent processing. It is demonstrated that the graph structure of the second derivatives of the equality constraints are cliques (or pseudo-elements) and are naturally included as such. A complete algorithm is presented which allows a complete automation of equality constraints, avoiding the need of pre-sorting. Verification applications in four distinct areas are shown: single and multiple rigid body dynamics, solution control and computational fracture. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2012 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.finel.2012.03.007 SP - 15 EP - 31 ER -