Distribution by Scientific Domains
Distribution within Engineering

Kinds of Concrete

  • high performance concrete
  • high strength concrete
  • performance concrete
  • reinforced concrete
  • strength concrete
  • structural concrete
  • ultra high performance concrete

  • Terms modified by Concrete

  • concrete application
  • concrete beam
  • concrete bridge
  • concrete building
  • concrete case
  • concrete column
  • concrete concept
  • concrete construction
  • concrete element
  • concrete evidence
  • concrete example
  • concrete frame
  • concrete information
  • concrete member
  • concrete panel
  • concrete problem
  • concrete situation
  • concrete slab
  • concrete structure
  • concrete surface

  • Selected Abstracts


    ARCHAEOMETRY, Issue 6 2009
    The use of strong and durable materials is one essential ingredient leading to the survival of many monumental Roman concrete structures. Replicated concrete mortars with different lime to pozzolan ratios, encompassing the range likely to have been used by the Romans, have been studied here to determine their relative compressive strengths as a function of time. This has been supplemented by the use of the scanning electron microscope to delve into the structure and composition of the binders formed within the strongest and weakest mortars, leading to a deeper understanding of the reasons for the differences in compressive strength. [source]


    ARCHAEOMETRY, Issue 4 2008
    E. GOTTI
    The authors have completed structural and compositional analysis of Roman hydraulic concrete using large cores taken from a variety of maritime structures. In 2005 an 8 m3 block of hydraulic, pozzolanic concrete was built in the sea at Brindisi (Italy), applying the materials and procedures specified by the Roman architect Vitruvius. Cores were taken at 6 months and 12 months after construction and subjected to the same analyses as the first-century bc cores from pilae associated with the Villa of the Domitii Ahenobarbi at Santa Liberata. Results show that a slight variation on the Vitruvian formula yields results closest to the Roman material, and that substantial curing requires 12 months. [source]

    Numerical Model for Biaxial Earthquake Response of Reinforced Concrete

    Cemalettin Dönmez
    The model is tested using data from two types of experiments with reinforced concrete elements: (1) elements subjected to varying pseudo-static biaxial lateral loads and (2) elements that responded biaxially to simulated earthquake motions. The goal for the model was not only to help determine the absolute maxima for earthquake response but also to enable calculation of the entire waveform, including the ranges of low- and moderate-amplitude response. The comparisons of measured and calculated results and sensitivity of the proposed model to variations in the input parameters are discussed. The output was found to be insensitive to the changes in input parameters related to concrete and sensitive to input parameters related to reinforcing steel. The results of the calculations were tested using experimental data. [source]

    A mesoscopic model for the behaviour of concrete under high confinement

    F. Dupray
    Abstract When impact loaded, concrete is submitted to high triaxial stresses. The experimental response of concrete under quasi-static triaxial compression is studied using a triaxial press capable of applying a mean pressure greater than 1,GPa on cylindrical samples measuring 7,cm in diameter and 14,cm high. A numerical analysis of these previous experiments is performed herein at a mesoscopic scale. Concrete is modelled as a biphasic material consisting of a mortar (cement paste and fine aggregates) and roughly spherical aggregates (with a diameter exceeding 2,mm) whose characteristics are applied on a regular cubic finite element mesh. A damage-plasticity model is then used to model the behaviour of mortar. An identification of model parameters on mortar samples and the subsequent comparison between numerical and experimental tests will be presented for hydrostatic and triaxial compression. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd. [source]

    Rings of Steel, Rings of Concrete and Rings of Confidence: Designing out Terrorism in Central London pre and post September 11th

    Jon CoaffeeArticle first published online: 24 FEB 200
    This article is a reaction to the rapid changes many urban areas are undertaking in attempts to counter the contemporary terrorist threat since the devastating events of September 11th. The response of central London authorities both pre- and post- September 11th is used as the lens through which to view attempts to reduce the real and perceived threat of terrorist attack through the adoption of territorial approaches to security, both physical and technological, which are increasingly being utilized at ever-expanding spatial scales. It argues that this situation all too often produces a scenario of ,splintered urbanism' as security rings are thrown up around carefully selected sections of cities deemed most at risk. It further argues for a balance to be struck between competing concerns for freedom of access, mobility and other democratic freedoms, and the need for cities to adopt increasingly militarized security perspectives in their counter-terrorism efforts. Cet article présente une réaction aux rapides changements que de nombreuses zones urbaines entreprennent afin de contrer la menace terroriste actuelle depuis les ravages du 11 septembre. La réponse des autorités du centre de Londres, à la fois avant et après cette date, sert ainsi de loupe permettant d'observer les efforts de minimisation de cette menace d'agression, tant subjective que réelle. Il s'agit de démarches territoriales à l'égard de la sécurité (matérielle et technologique) appliquées de plus en plus souvent à des échelles spatiales sans cesse élargies. De cette situation, naît trop souvent un scénario ,d'urbanisme fragmenté', les anneaux de sécuritéétant jetés autour de portions soigneusement sélectionnées de villes jugées le plus en danger. L'article défend la nécessité de trouver un équilibre entre les préoccupations opposées que sont les liberté d'accès, mobilité ou autres libertés démocratiques et le besoin des villes d'adopter des perspectives sécuritaires de plus en plus militarisées dans leurs tentatives contre le terrorisme. [source]

    Cement Manufacture and the Environment: Part I: Chemistry and Technology

    Hendrik G. van Oss
    Summary Hydraulic (chiefly portland) cement is the binding agent in concrete and mortar and thus a key component of a country's construction sector. Concrete is arguably the most abundant of all manufactured solid materials. Portland cement is made primarily from finely ground clinker, which itself is composed dominantly of hydraulically active calcium silicate minerals formed through high-temperature burning of limestone and other materials in a kiln. This process requires approximately 1.7 tons of raw materials per ton of clinker produced and yields about 1 ton of carbon dioxide (CO2) emissions, of which cal-cination of limestone and the combustion of fuels each con-tribute about half. The overall level of CO2 output makes the cement industry one of the top two manufacturing industry sources of greenhouse gases; however, in many countries, the cement industry's contribution is a small fraction of that from fossil fuel combustion by power plants and motor vehicles. The nature of clinker and the enormous heat requirements of its manufacture allow the cement industry to consume a wide variety of waste raw materials and fuels, thus providing the opportunity to apply key concepts of industrial ecology, most notably the closing of loops through the use of by-products of other industries (industrial symbiosis). In this article, the chemistry and technology of cement manufacture are summarized. In a forthcoming companion ar-ticle (part II), some of the environmental challenges and op-portunities facing the cement industry are described. Because of the size and scope of the U.S. cement industry, the analysis relies primarily on data and practices from the United States. [source]

    X-ray Diffraction Investigations of Microstructure of Calcium Hydroxide Crystallites in the Interfacial Transition Zone of Concrete

    Valeri S. Harutyunyan
    This work presents theoretical and experimental X-ray diffractometry investigations of the morphology and deformation state of calcium hydroxide (Ca(OH)2, CH) crystallites in the interfacial transition zone of concrete. Based on the developed theoretical approach, the distributions of CH crystallites and their coherent domains over strains and sizes are reconstructed. The average amounts of planar defects, cracks, and possible stacking faults within a CH crystallite are estimated. A comparative analysis is conducted for the morphology of CH texture depending on the type of aggregate particles (granite and smoky quartz) used. [source]

    Corrosion of Steel Reinforcement in Concrete

    Michael Raupach

    Corrosion Books: Corrosion of Steel in Concrete.

    By: John P. Broomfield

    From Concrete and Clay to Planning in the Service of Capital Accumulation: Reworking Matthew Gandy's Conceptualization of Urban Form and Resistance in New York City

    ANTIPODE, Issue 5 2003
    Michael K Heiman
    First page of article [source]

    Betoninstandsetzung , quo vadis?

    BAUTECHNIK, Issue 4 2007
    Erich Cziesielski Univ.-Prof.
    In diesem Beitrag wird der Mechanismus des Korrosionsvorganges für Bewehrungsstähle im nicht chloridbeanspruchten Beton beschrieben. Daraus folgend werden die Schutzprinzipien entsprechend der Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton dargestellt. Es wird insbesondere auf das Schutzprinzip W eingegangen, das vereinfachend bedeutet, daß durch wärmedämmende Maßnahmen bzw. Beschichtungen auf den korrosionsgeschädigten Betonoberflächen die Bewehrungsstähle vor weiterer Korrosion geschützt werden. Auf die Grenzen der Wirksamkeit von Beschichtungen wird verwiesen. Concrete restoration , quo vadis? This article describes the mechanism of the corrosion process for reinforcing steel in concrete which is not under strain by chlorides. Concluding from that the principles of protection following the guidelines of the German Committee for Reinforced Concrete will be presented. The protection principle "W" will be addressed in particular which simplistically means that thermal insulating measures resp. coatings on concrete surfaces already damaged by corrosion result in a protection against further corrosion. The limits of efficacy of coatings will be referred to. [source]

    Knotengestaltung hybrider Fachwerkkonstruktionen , Entwicklung neuartiger Tragwerkskonzepte unter Verwendung von Ultrahochleistungsbeton (UHFB)

    BAUTECHNIK, Issue 5 2006
    Nguyen Viet Tue Prof. Dr.-Ing. habil.
    Fachwerkkonstruktionen zählen zu den leistungsfähigsten raumbildenden Strukturen der Baugeschichte. Rein normalkraftbeanspruchte Bauteile zeichnen sich vor allem durch minimalen Werkstoffaufwand aus. Die Einsatzgebiete von Fachwerken sind so vielgestaltig wie deren Ausführungsformen selbst. Gerade in den letzten Jahren gewinnen Fachwerkkonstruktionen z. B. beim Bau transparenter Hochhäuser oder für Stadien und Veranstaltungsarenen und vereinzelt auch wieder im Brückenbau, verstärkt an Bedeutung. Mit finanzieller Unterstützung der Bilfinger | Berger AG wurde an der Universität Leipzig ein stabförmiges Verbundbauteil aus einem stahlummantelten ultrahochfesten Beton entwickelt. Das neue Tragelement kennzeichnet sich durch seine hohe Tragfähigkeit unter Druckbeanspruchung sowie großer Duktilität. Dieser hybride Verbundstab stellt, einschließlich einer innovativen Knotenlösung, eine sinnvolle, wirtschaftliche und vor allem architektonisch ansprechende Alternative zu den herkömmlich konstruierten Fachwerken, dar. In diesem Beitrag wird über die Besonderheiten dieser Konstruktionsform sowie über die Entwicklung geeigneter Knoten berichtet. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim) Design of joints for hybrid truss structures. Truss constructions belong to the most efficient spatial structures in building history. Purely longitudinal stressed members are characterized by a minimum material expense. The application areas of truss members are as multiform as their embodiment. Recently, truss constructions increase importance due to their application within transparent tall buildings, stages, arenas, bridges etc. With the financial support of Bilfinger | Berger AG, at the University of Leipzig a bar-shaped composite member was developed using a steel-encased Ultra High Performance Concrete (UHPC). This new structural member is distinguished by its high load carrying capacity under compression stress as well as high ductility. Including an innovative joint solution, this hybrid composite bar is a reasonable, economic, and above all, an architectural appealing alternative to a conventionally designed truss structure. In the following contribution, some features of this member and the development of appropriate joints are described. [source]

    Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich und Bemessungsmodell für das Gesamtsystem

    Julien Michels Dr.
    Baustoffe; Berechnungs- und Bemessungsverfahren; Versuche Abstract Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich. Zugkräfte werden allein von den in der Betonmatrix eingebetteten Stahlfasern aufgenommen, letztere ermöglichen in einer Dosierung von 100 kg/m3 (1.3 % des Volumens) eine hohe Rotationsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit. In einer ersten Phase kann anhand von Laborversuchen an Deckenausschnitten gezeigt werden, dass bei Flachdecken mit reiner Faserbewehrung und unter rotationssymetrischer Belastung kein Durchstanzen auftritt und sich ein Biegeversagen mit deutlicher Bruchlinienbildung einstellt. Neben den erhaltenen Informationen über Versagensart und -last konnte ebenfalls eine abfallende Faserwirksamkeit mit steigender Plattendicke festgestellt werden. Kombiniert mit den experimentellen Untersuchungen kann anhand nicht-linearer FE-Simulationen der Einfluss von Aussparungen bei lokalem Plattenversagen im Stützenbereich auf die Traglast beschrieben werden. Anhand der Festigkeitsstreuungen und einem semi-probabilistischen Sicherheitskonzept wird ein Sicherheitsfaktor hergeleitet, welcher es ermöglicht, einen Bemessungswert der Querschnittstragfähigkeit zu berechnen. Wegen dem experimentell festgestellten Biegeversagen wird die Bruchlinientheorie als Rechenmodell angewendet. Bearing Capacity of Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) Flat Slabs in the Negative Bending Moment Area and Design Model for the Complete System The present paper deals with the bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) flat slabs in the negative bending moment area. Tensile forces are carried only by steel fibers. The latter allow, due to a dosage of 100 kg/m3 (1.3% in volume), a high rotation capacity with simultaneously high bearing capacities. In a first step experimental analysis showed that under symmetrical loading no punching shear failure occurred. A bending behaviour with creation of yield lines was observed for all test specimens. Furthermore, a decreasing fibre orientation with growing plate height could be noticed. The effect of openings in the column area on the bearing capacity loss in a local failure were evaluated with the use of non-linear finite element software. Scatter in bending tensile strengths was used to calculate a safety factor by the means of a semi-probabilistic safety concept. Eventually, slab design is performed by using yield line theory. [source]

    Verbundverhalten von vorgespannten Litzen in UHPC

    Teil 1: Versuche zur Verbundfestigkeit und zur Übertragungslänge
    Spannbeton; Versuche; Bewehrung; Baustoffe Abstract Ultra-Hochfester Beton (UHPC = Ultra-High Performance Concrete) ist hervorragend geeignet für vorgespannte Bauteile. Um eine sichere und dennoch wirtschaftliche Bemessung von vorgespannten Trägern mit sofortigem Verbund vornehmen zu können, muss das Verankerungsverhalten der Litzen bekannt sein. Die hohen Verbundfestigkeiten führen zu kurzen Übertragungslängen und verbessern dadurch die Querkrafttragfähigkeit. Bei Vorspannung mit sofortigem Verbund ist eine Mindestbetondeckung entscheidend, um Längsrisse im Verankerungsbereich zu vermeiden, die einen erheblichen Verlust an Verbundfestigkeit und im Extremfall ein Verankerungsversagen zur Folge haben. In diesem Beitrag, der im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramms SPP 1182 entstand, werden die Untersuchungsergebnisse zum Verbundverhalten von Litzen in UHPC vorgestellt. Teil 1 behandelt die experimentellen Untersuchungen und Teil 2 die Herleitung eines Verbundmodells zur Berechnung der Übertragungslänge. Bond Behavior of prestressed Strands in UHPC. Part 1: Tests on Bond Strength and Transfer Length Ultra-High Performance Concrete (UHPC) is an appropriate construction material for pretensioned girders. To ensure an economic and safe design a detailed knowledge of the behavior of pretensioned strands in the anchorage zone is essential. The dimension of the bond anchorage zone favors the cost-effective design of pretensioned girders, especially when the shear resistance is decisive. However, a minimum concrete cover has to be maintained to avoid splitting cracks in the transmission zone, since they lead to an uncontrolled increase in transfer length and may cause a premature anchorage failure. This paper, which resulted from the priority program SPP 1182 funded by the German Research Foundation, presents the results of investigations on the bond behavior of strands in UHPC. Part 1 deals with the experimental investigations and in part 2 a bond model is derived to design the transfer length. [source]

    Zeitvariantes Trag- und Schädigungsverhalten von mehrfach wiederholt beanspruchtem polymermodifizierten Beton (PCC)

    Teil 2: Modellbildung zum Tragverhalten von Beton
    Baustoffe; Versuche; Dynamische Einwirkungen/Erdbeben Abstract Auf Basis der in Teil 1 beschriebenen Versuchsergebnisse und der visko-elastisch-plastischen Kontinuumsschädigungstheorie werden rheologische Modelle zur Beschreibung des zeit- und beanspruchungsabhängigen Tragverhaltens von Beton vorgestellt. Die numerische Umsetzung erfolgt unter Berücksichtigung des zeitabhängigen Betonverhaltens auf der Basis des Hamilton-Prinzips unter Vernachlässigung der Trägheitskräfte. Die Simulation des beanspruchungsabhängigen Tragverhaltens von Stahlbetonverbundquerschnitten verdeutlicht die Qualität und Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen Modellbildung. Ferner werden ausgewählte praxisrelevante Fragestellungen zum zeit- und beanspruchungsabhängigen Betontragverhalten numerisch untersucht. Time-Variant Behaviour of Polymer Modified Concrete (PCC) under Repeated Stress with Consideration of Damage Part 2: Modelling the Behaviour of Concrete Based on experimental results which are described in Part 1 and the theory of visco-elastic-plastic continuum damage, rheological models are used to calculate the time- and damage-dependent behaviour of concrete. The numerical concept is based on the Hamilton-principle. The efficiency of the models was proven by numerical simulation of concrete or reinforced concrete cross sections. In addition, selected practical-relevant questions about time- and load-dependent behaviour of concrete are numerically investigated. [source]

    Torsionsversuche an textilbetonverstärkten Stahlbetonbauteilen

    Frank Schladitz M.Sc.
    Versuche Abstract Zur Untersuchung des Torsionstragverhaltens von textilbetonverstärkten Stahlbetonbauteilen wurden Torsionsversuche an Bauteilen mit runden und quadratischen Querschnitten durchgeführt. Anhand von Versuchsergebnissen wird gezeigt, dass durch die Textilbetonverstärkung die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit deutlich verbessert werden kann. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden mit Hilfe von Stabwerksmodellen beschrieben. Torsion Test at Textile Reinforced Concrete Strengthened Components In order to examine the torsion bearing behaviour of textile reinforced concrete components torsion tests have been carried out at building units with round and square shaped cross sections. Test results display that using textile reinforced concrete can considerably improve the load carrying capacity and the serviceability. The results of the experimental research are being described by strut-and-tie models. [source]

    Hochdynamische Materialeigenschaften von Ultrahochleistungsbeton (UHPC)

    Markus Nöldgen Dipl.-Ing.
    Baustoffe; Versuche; Dynamische Einwirkungen Abstract Der vorliegende Bericht liefert einen Beitrag zur Werkstoffbeschreibung von Ultrahochleistungsbetonen unter hochdynamischer Belastung. Grundlage für die Ermittlung der Werkstoffeigenschaften ist eine Hopkinson-Bar Versuchsreihe, die Werte für die dynamische Zugfestigkeit, den dynamischen E-Modul und die dynamische Bruchenergie unter Dehnraten von 102 · s,1 liefert. Ein Vergleich mit den Ergebnissen dieser Parameter für Normalbeton und hochfesten Betonen ermöglicht eine Einordnung des Ultrahochleistungsbetons in etablierte Ansätze und Berechnungsvorschriften und liefert einen Bewertungsansatz für die maßgebenden mechanischen Vorgänge. Unter Einbeziehung der Bruchenergie und der Spannungs-Rissöffnungs-Beziehung für UHPC in das RHT-Betonmodell werden Hydrocode Simulationen durchgeführt, die den Versuch am Hopkinson-Bar adäquat abbilden können. Material Properties of Ultra High Performance Concrete (UHPC) at High Strain Rates The presented paper is a contribution to the material description of Ultra High Performance Concrete (UHPC) under high-speed dynamical loading conditions. Based on a series of Hopkinson-Bar experiments dynamical material parameters such as the Tensile Strength, Young's Modulus and Fracture Energy are derived at high strain rates of 102 · s,1. A comparison with the results of these parameters for normal and high strength concrete leads to a qualitative and quantitative evaluation of UHPC at high strain rates. With the extension of the established RHT material model for UHPC by the material's Fracture Energy and Stress-Crack-Opening-Relation the Hopkinson-Bar experiments are simulated appropriately. [source]

    Hochleistungsleichtbeton unter mehraxialer Druckbeanspruchung

    Silke Scheerer Dipl.-Ing.
    Baustoffe; Versuche Abstract An vielen Stellen im Tragwerk herrschen mehraxiale Spannungszustände. Ob sich die Tragfähigkeit von Hochleistungsleichtbetonen unter mehraxialer Druckbeanspruchung ebenso erhöht wie bei Normalbetonen, wurde in zwei- und dreiaxialen Tests untersucht. Es wurde ein Bruchkriterium für Leichtbetone abgeleitet und Parallelen und Unterschiede zu Normalbeton aufgezeigt. High Performance Lightweight Aggregate Concrete under Multiaxial Compression There are multiaxial stress conditions at many points in a structure. Whether the strength of high performance lightweight concrete under multiaxial compression increases as well as the strength of normal concrete, was verified in bi- and triaxial tests. A failure criterion for lightweight concrete was derived and analogies and differences to normal oncrete were pointed out. [source]

    Verstärken von Stahlbetonstützen mit textilbewehrtem Beton

    Regine Ortlepp Dr.-Ing.
    Versuche; Bewehrung Abstract Der Aufsatz beschreibt die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Wirkung einer Textilbetonverstärkung an 2 m langen Stützen mit und ohne innen liegender Stahlbewehrung. Die Verstärkung mit textilbewehrtem Beton wurde auf zwei verschiedene Weisen ausgeführt, sowohl als vollständige Umwicklung über die gesamte Länge der Stützen als auch als teilweise Verstärkung über eine Länge von 30 cm in den Lasteinleitungsbereichen. Die einzelnen Anteile am Tragverhalten der verstärkten Stützen wurden untersucht. Ein einfaches Berechnungsmodell wird angegeben. Strengthening of Columns using Textile Reinforced Concrete (TRC) In the context of rehabilitation and repair works or in the course of usage changes of existing buildings the planning engineer frequently is confronted with the task of strengthening the loadbearing structure. This can become necessary, for example, if live loads are increased because of changes of use or if the structural safety of a building must be restored after a fire or earthquake. Particularly columns represent important components and elements of the static system for many buildings, whose main task is bearing normal forces. The results of experimental tests on the effect of a strengthening from textile reinforced concrete at 2 m long columns, both with and without internal steel reinforcement, are described in this article. The strengthening with textile reinforced concrete was made both wrapping round completely along the full height of the columns and partly wrapping round the columns along 300 mm in the load introduction ranges. Related to the unstrengthened reference columns ultimate load increasings by up to 85% could thereby be achieved. The individual components of the load bearing properties are analysed. A simple calculation model is indicated. [source]

    Experimentelle Untersuchungen zum Schubtragverhalten dünner Scheiben aus Ultrahochfestem Beton,

    Julia Heidrich Dipl.-Ing.
    Versuche; Baustoffe Abstract Ultrahochfester Beton ist ein Baustoff mit herausragenden mechanischen Eigenschaften. Weit gespannte Brückentragwerke mit schlanken Stegen aus Ultrahochfestem Beton sind denkbar. Dadurch kann Eigengewicht und Material gespart werden. Die Lebensdauer der Brücken würde aufgrund der Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und chemische Einflüsse steigen. Die Zug- und die Druckfestigkeit wurden inzwischen in einigen Forschungsarbeiten untersucht. Demgegenüber gibt es noch kaum Erkenntnisse zum Schubtragverhalten. Auch existieren noch keine Normen oder Vorschriften dazu. Eine Arbeit am Institut für Betonbau der TU-Graz befasst sich mit der Schubtragfähigkeit von schlanken, nicht beulgefährdeten Scheiben aus Ultrahochfestem Beton. Shear Carrying Capacity of Ultra High Performance Concrete Ultra High Performance Concrete is a building material with fantastic mechanical properties. Slender, durable Bridges with large spans and thin webs are imaginable. The life cycle will increase because of the chemical and mechanical resistance. The tension and compression strength are well investigated, but there are less investigations about the shear carrying capacity. One research work at the Institute for Structural Concrete of Graz University of Technology deals with the shear carrying capacity of thin Panels without buckling risk. [source]

    Stoffliche und konstruktionsbezogene Besonderheiten beim Einsatz von UHFB im Brückenbau am Beispiel von drei Pilotprojekten

    Michael Reichel Dipl.-Ing.
    Brückenbau; Entwurf und Konstruktion Abstract Seit 1997 wurden weltweit ca. 30 Brücken aus UHFB (Ultrahochfester Beton) gebaut. Wegen der hohen Leistungsfähigkeit von UHFB, vor allem in Bezug auf seine Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften, ist er geradezu prädestiniert für Ingenieurbauwerke und damit auch für Brücken. Übliche Konstruktionsprinzipien des Betonbaus lassen sich jedoch nicht einfach auf den neuen Werkstoff übertragen. Die konsequente Einbeziehung der Eigenschaften und Besonderheiten des neuen Werkstoffes sowie die Berücksichtigung der Forderungen der Nachhaltigkeit führen zu filigranen, modularen und flexiblen Bauweisen, die sich ihrem Konstruktionsprinzip nach zwischen Beton- und Stahlkonstruktionen einordnen lassen. Bei Betrachtung der gesamten Lebenszykluskosten sind mit solchen Bauweisen wirtschaftliche Bauwerke mit eminentem Nutzen für die Volkswirtschaft möglich. Nach einer allgemeinen Betrachtung werden anhand der Erfahrungen bei Konstruktion, Bemessung und Ausführung von drei verschiedenen Pilotprojekten in Österreich die Besonderheiten und neuen Erkenntnisse beispielhaft erläutert. Special Features of Material and Structure in the Application of UHPC for Bridge Construction exemplified by three Pilot Projects Since 1997 nearly 30 bridges have been built worldwide using UHPC (Ultra High Performance Concrete). Due to the high performance of UHPC, especially owing to its strength and durability properties, this material is predestined for engineering structures and as a result also for bridges. Common design philosophies in concrete construction can not easily be adapted to this new material. The consistent incorporation of the properties and special features of this new material as well as the demands for sustainability lead to filigree, flexible and modular buildings. Therefore the design philosophy can be classified between concrete and steel constructions. Considering the complete life-cycle costs, such constructions permit economical buildings with an eminent benefit for the national economy. After general consideration, the special properties and the new insights gained are exemplified based on experiences during construction, dimensioning and implementation of three different pilot projects in Austria. [source]

    Tragverhalten von Verbundbauteilen aus bewehrtem UHFB und Stahlbeton

    Cornelius Oesterlee Dipl.-Ing.
    Baustoffe; Bauwerkserhaltung/Sanierung; Bauausführung; Versuche Abstract Ultra-Hochleistungs-Faserbetone (UHFB) eignen sich aufgrund ihrer hohen Festigkeiten, des hohen Verformungsvermögens und der geringen Permeabilität zur Verbesserung und Instandsetzung bestehender Betonbauten. Mit dünnen Schichten von bewehrtem UHFB, die auf bestehende Stahlbetonbauteile aufgetragen werden, können der Tragwiderstand und die Gebrauchstauglichkeit deutlich gesteigert werden. In einer umfangreichen Versuchsreihe wurden die Eigenschaften von mit zusätzlich zu den Fasern auch mit Stabstahl bewehrtem UHFB untersucht. Die Bewehrung des UHFB mit Stabstählen ist vorteilhaft, um den Verfestigungsbereich des UHFB zu erweitern, seinen Tragwiderstand zu erhöhen und die Streuung seiner mechanischen Eigenschaften zu reduzieren. Zur Bewehrung können hoch- oder niederfeste Stähle mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen zum Einsatz kommen. Abschließend werden zwei Anwendungen vorgestellt. Structural Behaviour of Composite Elements Combining Reinforced Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concrete (UHPFRC) and Reinforced Concrete Due to their high strengths, high deformability and low permeability Ultra-High Performance Fibre-Reinforced Concretes (UHPFRC) are suitable for the improvement and rehabilitation of existing concrete structures. Thin layers of reinforced UHPFRC that are applied to existing concrete members, increase both the load bearing capacity and the serviceability. By comprehensive experimental studies the behaviour of UHPFRC with additional bar reinforcement was investigated. The reinforcement of UHPFRC is advantageous in order to increase the strain hardening capacity of UHPFRC, its load bearing capacity and to reduce the scatter of its mechanical properties. Low or high strength steel grades with various surface characteristics can be used as reinforcement of UHPFRC. Finally two on site applications are presented. [source]

    Zur Druck-Zug-Festigkeit von Stahlbeton und stahlfaserverstärktem Stahlbeton

    Ekkehard Fehling Prof. Dr.-Ing.
    Versuche; Bemessungs- und Berechnungsverfahren Abstract Während die Druckfestigkeit des Betons durch gleichzeitig wirkenden Querdruck gegenüber der einaxialen Druckfestigkeit erheblich gesteigert werden kann, führen Querzugbeanspruchung und Rissbildung zu einer Abminderung der Tragfähigkeit. Dies gilt für unbewehrten Beton und Stahlbeton gleichermaßen. In den einschlägigen Regelwerken finden sich hierzu international sehr unterschiedliche Bemessungsansätze, wobei die vorgesehenen Abminderungsbeiwerte für denselben Anwendungsfall um das bis zu Zweifache differieren. Die Frage der Druck-Zug-Festigkeit von Stahlbeton wurde in den vergangenen 40 Jahren von zahlreichen Wissenschaftlern untersucht. Ihre Ergebnisse sind allerdings zum Teil ebenso widersprüchlich wie die aktuelle Normensituation. Basierend auf eigenen experimentellen Untersuchungen sowie einer kritischen Auswertung und Einordnung als richtungweisend angesehener, früherer Versuchsreihen wird ein Vorschlag zur Abminderung der Druckfestigkeit des gerissenen Stahlbetons entwickelt. Erstmals wird dabei auch der Einfluss einer Faserzugabe in Kombination mit Stabstahlbewehrung berücksichtigt. Ein Vergleich mit den in DIN 1045-1, CEB-FIP Model Code 1990, Eurocode 2 und ACI Standard 318-05 angegebenen Bemessungsregeln zeigt, dass allein DIN 1045-1 die in den Versuchen beobachtete maximale Abminderung der Druckfestigkeit durch Querzug und Rissbildung zum Teil erheblich unterschätzt, so dass eine konservative Auslegung der Tragwerke nicht immer sichergestellt ist. Biaxial Compression-Tension-Strength of Reinforced Concrete and Reinforced Steel Fibre Concrete The compressive strength of concrete can be substantially increased in relation to uni-axial compressive strength by transverse compression acting at the same time. In contrast, transverse tension and cracking lead to a reduction of the load-carrying capacity. This holds true for plain concrete as well as for reinforced concrete. In international standards very different calculation rules can be found on this subject, whereby the provided reductions differ up to a factor of two for the same application. The question of biaxial compression-tension-strength of reinforced concrete was examined in the past 40 years by numerous scientists. Their results are, however, partially contradictory in the same way as the current standard situation. Based on own experimental investigations as well as on a critical review and classification of former test series regarded as trend-setting, a proposal for the reduction of the compressive strength of cracked reinforced concrete is developed. For the first time, also the influence of fibres in addition to bar reinforcement is considered thereby. A comparison with the calculation rules in DIN 1045-1, CEB-FIP Model Code 1990, Eurocode 2, and ACI Standard 318-05 shows, that exclusively DIN 1045-1 underestimates sometimes substantially the maximum reduction of the compressive strength by transverse tension and cracking observed in the tests, so that a conservative design of structures cannot always be ensured. [source]

    Das Druckgurtmodell für Stahlbetonbauteile

    Der nachfolgende Beitrag erscheint aus Anlass des 60.
    Berechnungs- und Bemessungsverfahren; Versuche Abstract In den vergangenen Jahren wurden verschiedene auf die Bemessung von Stahl- und Spannbetonbauteilen ausgerichtete theoretische Modelle entwickelt. Heute stehen das Zuggurtmodell, das Modell der gerissenen (Steg-)Scheibe und das Druckgurtmodell zur Verfügung, auf deren Grundlage Verformungsverhalten und Tragwiderstände umfassend beurteilt werden können. Auf das Druckgurtmodell wird im vorliegenden Beitrag detailliert eingegangen. Es berücksichtigt die Festigkeits- und Duktilitätssteigerung durch eine Umschnürungsbewehrung sowie die bruchmechanisch begründete Entfestigung des Betons und die damit einhergehende Verformungslokalisierung. Auf der Grundlage neuerer Versuchsergebnisse können für die komplexen Interdependenzen zwischen diesen Effekten plausible Beziehungen angegeben werden. Die mithilfe des Druckgurtmodells gewonnenen Erkenntnisse sind für die Baupraxis von Bedeutung: Das Verhalten von auf Druck beanspruchten Bauteilen (z. B. Druckplatten von Brückenquerschnitten, Stützen) lässt sich zuverlässig erfassen; darüber hinaus ergeben sich wichtige Hinweise für die konstruktive Durchbildung. Compression Chord Model for Structural Concrete In recent years, several theoretical models have been developed with the scope on the design of reinforced and prestressed concrete structures. Today, the tension chord model, the cracked membrane model and the compression chord model are available, with which the deformation behaviour as well as ultimate loads can be determined. In the present contribution the compression chord model is discussed in detail. The model takes the increase of strength and ductility due to a confining reinforcement into account and considers the softening as well as the localisation of deformations accompanying the fracture of concrete. On the basis of new test results plausible relations for the complex interdependencies between these effects are found. The results of the compression chord model are relevant for practical applications: The behaviour of compressed members (e.g. in bridge girders or columns) can be assessed reliably; moreover, hints for the detailing of reinforcement can be deduced. [source]

    Herstellung und Eigenschaften eines neuen Leichtbetons: Aerogelbeton

    Lorenz Ratke Prof. Dr.-Ing.
    Die Dispergierung von superhydrophobem Aerogelgranulat in konventionelle Zement- oder Betonmischungen erzeugt einen Leichtbeton mit außergewöhnlichen Eigenschaften: gute Wärmedämmung, schallisolierend, Brandschutz der Klasse F120 und besser, bewehrbar und leicht mechanisch zu bearbeiten. Der Aufsatz beschreibt die Herstellung und einige Eigenschaften dieses neuartigen Baustoffs. Fabrication and Properties of a New Light Weight Concrete: Aerogel Concrete The distribution of super hydrophobic aerogel in particulate form into conventional cement or concrete mixtures produces a light weight concrete with extraordinary properties: good heat and sound insulation, fire protection of the class F120 and better, armorable und easy workable. The paper describes the fabrication and some properties of this new construction material. [source]

    Connections between Steel and Concrete , an Engineering Challenge

    Konrad Bergmeister Prof. Dipl.-Ing.
    No abstract is available for this article. [source]

    Mehraxiales mechanisches Ermüdungsmodell von Ultra-Hochfestem Beton: Experimentelle und analytische Untersuchungen

    Jürgen Grünberg Prof. Dr.-Ing.
    Die besonderen Eigenschaften von ultra-hochfestem Beton (UHPC) gegenüber normalfestem Beton erfordern für numerische Analysen die Entwicklung eines mehraxialen mechanischen Modells. Im Dreiphasenmodell werden sowohl sprödes als auch duktiles Baustoffverhalten durch charakteristische Verläufe der Hauptmeridiane, insbesondere des Druckmeridians der Bruchumhüllenden beschrieben. Die anisotrope Ermüdungsschädigung wird im Hauptspannungsraum durch unterschiedliche Schädigungsraten für den Zug- bzw. Druckmeridian berücksichtigt. In umfangreichen experimentellen Untersuchungen werden zur Kalibrierung des Dreiphasenmodells für UHPC die Modellparameter für die Beschreibung der Hauptmeridianverläufe bestimmt. In dynamischen Untersuchungen werden die Parameter für die anisotrope Schädigung bestimmt. Multiaxial Mechanical Model of Ultra-High-Performance Concrete The special and outstanding characteristics of ultra-high-performance concrete (UHPC) require the development of a multiaxial mechanical model for numerical investigations. With the three phases model it is possible to describe the behaviour of concrete from extremely brittle to more ductile using the characteristic development of the principal meridians, in particular the compressive meridian of the fracture surface. Furthermore, the anisotropic damage due to fatigue is considered in the principal-stressarea by different grades of damage in relation to the tensile and the compressive meridian. In experimental investigations, the necessary parameters are determined to calibrate the three phases model for UHPC by specifying the principal meridians for static loading. In further dynamic investigations the parameters for an anisotropic damage model are determined for fatigue loading. [source]

    Fundamentplatten aus Stahlbeton und Stahlfaserbeton.

    Experimentelle Untersuchungen zur Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit
    Ein- und Mehrfamilienhäuser werden zunehmend statt auf Streifenfundamenten auf Fundamentplatten gegründet. Vorteile ergeben sich neben der wirtschaftlicheren Ausführung der Aushubarbeiten durch die einfachere Herstellung der Platte. Bei der Ausführung als Stahlfaserbetonplatte ergeben sich besonders wirtschaftliche Lösungen dann, wenn an die Gebrauchstauglichkeit keine besonderen Anforderungen wie Wasserdichtheit oder Rißbreitenbeschränkung gestellt werden. An der Fachhochschule Aachen wurden vergleichende experimentelle Untersuchungen an Bodenplatten aus Beton, Stahlbeton und Stahlfaserbeton unter Lastbeanspruchung durchgeführt. Es konnte nachgewiesen werden, daß Stahlfaserbeton für Fundamentplatten ein geeigneter Werkstoff ist, wenn Mindestanforderungen an die Steifigkeit des Bodens eingehalten werden. Bei erhöhten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit werden Stahlbeton oder Kombinationen aus Stahlfaserbeton und Stahlbeton als sinnvoll erachtet, wenn diese auf Basis einer elastischen Schnittgrößenermittlung bemessen werden. Reinforced Concrete and Steel Fibre Reinforced Concrete Rafts Experimental tests on serviceability and ultimate loading performance Houses and residential buildings are increasingly built on rafts instead of strip foundations. The main advantages of rafts are more efficient excavation works and easy concreting of the rafts itself. The use of steel fibre reinforced concrete slabs offers economic advantages if there are no special requirements on service ability such as water tightness or crack limitations. At Aachen University of Applied Sciences a comparative experimental study on the load carrying behaviour of rafts made of concrete, reinforced concrete and steel fibre reinforced concrete was carried out. The tests have proven steel fibre concrete as suitable material for rafts in case of sufficient stiffness of the subbase. In case of special requirements on service ability, reinforced concrete or combined fibre and bar reinforced concrete should be used. In that case stresses should be calculated based on the elastic theory. [source]

    Beschichtungen auf direkt befahrenen Tiefgaragenbodenflächen von Weißen Wannen.

    Physikalische Beanspruchungen, Planungsgrundlagen, alternative Beschichtungsvarianten
    Nach DIN 1045-1 müssen direkt befahrene Parkdecks mit zusätzlichen Maßnahmen ausgeführt werden, zu denen man unter anderem rißüberbrückende Beschichtungen mindestens der Klasse OS 11 nach Instandsetzungsrichtlinie des DAfStb zählt. Die auf dem Markt verfügbaren rißüberbrückenden Beschichtungssysteme mit Allgemeinem bauaufsichtlichem Prüfzeugnis sind für die Beschichtung von Betonoberflächen mit extremen Wassergehalten (Wassersättigungsgrade bis 90 %), wie sie häufig in Bodenplatten Weißer Wannen vorkommen, nicht geeignet. Schadensfälle aus der Baupraxis zeigen, daß gelegentlich an eignungsgeprüften OS-11-Systemen osmotisch induzierte Blasenerscheinungen, vorzugsweise bei rückseitig durchfeuchteten Bodenplatten wasserundurchlässiger Tiefgaragengeschosse, auftreten. Daher werden die physikalischen Beanspruchungen der Beschichtung (osmotische Transportvorgänge, Kapillardrücke, hydrostatische Drücke und Gasdrücke) quantitativ abgeschätzt und dem Leistungsvermögen (Beanspruchbarkeit) der marktüblichen Systeme gegenübergestellt sowie alternative Beschichtungsvarianten vorgestellt. Ferner werden baupraktische Empfehlungen zur Vermeidung von Beschichtungsschäden erläutert. Coatings on directly vehicle-carrying floor slabs of watertight concrete constructions in underground carparks physical stresses , design codes , alternative coating systems According to DIN 1045-1 directly vehicle-carrying park decks have to be realized with additional measures (crack-bridging coating systems). At least surface protection system 11 (SPS 11) according to the Guidelines for the Protection and Repair of Concrete Components of the German Committee on Reinforced Concrete (DAfStb) are among others a possibility to meet this requirement. On the market available crack-bridging coating systems with a general technical approval are not usefull on concrete surfaces with high water contents (water saturation values of 90 %) as they may occur in floor slabs of watertight concrete constructions. Experiences with practical damage cases show, that with approved SPS 11-systems osmotic induced bubbles may occur preferably on backside saturated floor slabs of watertight concrete constructions. In consequence the physical stresses of a coating (osmotic processes, capillarity reactions, hydraulic pressures as well as gas pressures) will be quantitatively estimated and compared with the capability of market systems. Alternative coating systems are presented and practical recommendations in order to avoid damages are given. [source]

    Größere Spannweiten durch Flachdecken aus Konstruktions-Leichtbeton

    Julia Stracke Dr.-Ing.
    Konstruktions-Leichtbeton weist im Vergleich zu Normalbeton ein deutlich günstigeres Verhältnis von Eigengewicht zu Festigkeit auf. Es werden die hieraus resultierenden Möglichkeiten zur Optimierung von Flachdecken gerade im Hinblick auf größere Spannweiten aufgezeigt. Unter Berücksichtigung der baustoffspezifischen Eigenschaften des Leichtbetons und deren Auswirkungen auf das Tragsystem einer Flachdecke wird die Lösung einer Hohlkörperdecke entwickelt, bei der Leicht- und Normalbeton kombiniert eingesetzt werden. Damit können deutlich größere Spannweiten erreicht werden als mit herkömmlichen, nicht vorgespannten Normalbetondecken. Wide spans due to Flat Slabs with Structural lightweight aggregate Concrete Structural lightweight aggregate concrete (SLWAC) shows a much more favourable ration of dead weight to strength than normal weight concrete. The present report indicates the possibilities resulting out of this for the optimisation of flat slabs in view of wider spans. Considering the specific material properties of SLWAC and their consequences on the load bearing system of flat slabs the solution of a hollow body slab is developed in which SLWAC and normal weight concrete are used combined. Those slab systems reach clearly wider spans than conventional nonprestressed normal weight concrete slabs. [source]