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Korruption vorbeugen - Baurecht und regelgetreues Verhalten von Unternehmen

Nachrichten: DBV-Regionaltagungen “Bauausführung” 2015 / Dieselmedaille für Schüco

Veranstaltungen: Deutscher Bautechnik-Tag 2015 in Düsseldorf / 11. Tagung Betonbauteile

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Der innovative Verbundwerkstoff Textilbeton wird seit ca. zwanzig Jahren maßgeblich an den Universitäten in Dresden und Aachen erforscht und entwickelt. Er eröffnet neue Möglichkeiten für den Betonbau und bietet besondere Vorteile in vielen Bereichen des Bauwesens, sowohl beim Bauen im Bestand als auch bei Neubauten. Die mittlerweile zahlreichen realisierten praktischen Anwendungen belegen die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit des Werkstoffs. Mit der Erlangung einer ersten bauaufsichtlichen Zulassung gestaltet sich die Realisierung von Textilbetonprojekten einfacher als bisher. Das Sonderheft gibt einen umfassenden Überblick über die Thematik: Was ist Textilbeton?

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Auf Grundlage der Zielsetzung der Forschergruppe 1498 beschäftigt sich dieser Beitrag mit den Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Belastung im Vierpunktbiegeversuch auf das Transportverhalten in Betongefüge. Hierzu wurde zunächst die Degradation des Mikrogefüges mittels Ultraschallmessungen sowie rissmikroskopischen Untersuchungen an Dünnschliffen charakterisiert. Mit dem Ziel der numerischen Modellbildung wurden Untersuchungen zum Wassereindringverhalten durchgeführt. Es wurden u. a. das Wassereindringverhalten über die Zeit und der Einfluss von Vorschädigungen experimentell geprüft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zu den Einzelprozessen des Ionentransports in poröses Gefüge wurde ein mikromechanisches Mehrskalenmodell entwickelt, welches es ermöglicht, die Wirkung der Vorschädigung auf gekoppelte Feuchte- und Ionentransportprozesse vorherzusagen. Das Modell berücksichtigt die Topologie und räumliche Verteilung der Mikrorisse und deren Einfluss auf die Ionendiffusivität. Die numerische Simulation liefert bei anisotroper Verteilung der Mikrorisse eine erhöhte Alkali-Eindringtiefe.

Degradations in concrete due to cyclic loading and its effects on transport processes with regard to ASR damage
According to the goals of the research group 1498, this paper deals with the effects of cyclic flexural loading in a four-point bending test on the fluid transport processes within a concrete structure. Therefore, the degradation of the microstructure is characterized through ultrasonic wave measurements as well as microscopic crack analysis. In order to numerically model these processes, experiments on the penetration behavior of water into the concrete were carried out. The penetration behavior over time as well as the influence of degradation on the water transport were investigated. To predict the influence of concrete degradation on alkali diffusivity, a multi-scale continuum micromechanics model is incorporated into the numerical model, which accounts for the topology and the three-dimensional distribution of microcracks. As expected, the numerical simulation predicts larger alkali-penetration in pre-damaged concrete. Regarding the micro-crack distribution, an anisotropic distribution of micro-cracks tangential to the direction of the alkali and water flux increases their penetration depth.

In Betonbauteilen unter gleichzeitiger zyklischer Beanspruchung und externer Alkalizufuhr ist die Gefahr von Schäden infolge oder unter Mitwirkung einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) besonders hoch. Dies betrifft insbesondere Fahrbahndecken, bedingt durch den zunehmenden Schwerlastverkehr und den winterlichen Auftrag des Enteisungsmittels NaCl. Speziell die Rolle einer mechanischen Vorschädigung des Betons infolge der Verkehrsbeanspruchungen auf den Ablauf einer AKR ist dabei aber noch nicht in ausreichendem Umfang geklärt. Ein Teil der dazu seit 2012 durchgeführten Untersuchungen im Rahmen der DFG-Forschergruppe 1498 soll im Folgenden vorgestellt werden. Es zeigte sich, dass eine AKR in definiert mechanisch vorgeschädigten Betonprobekörpern mit alkalireaktiven Gesteinskörnungen und unter äußerer Alkalizufuhr vor allem früher beginnt als in äquivalenten Probekörpern ohne Vorschädigung. Grund dafür ist das schnellere und tiefere Eindringen von Wasser und insbesondere gelöstem NaCl in den Beton, wodurch Na-Ionen als Reaktionspartner für eine AKR früher und langfristig auch in größerer Menge verfügbar sind.

Investigations into alkali-silica reaction in pre-damaged pavement concretes
In concrete elements, simultaneously subjected to cyclic loadings and external alkalis, the risk for damages caused by or under participation of an alkali-silica reaction (ASR) is particularly high. This concerns especially concrete pavements due to the increasing heavy load traffic and the wintry application of NaCl deicer. Notably the role of a mechanical pre-damage of concrete caused by traffic loadings on the course of the ASR is largely unclear. A part of the investigations that has been conducted since 2012 into this issue within the scope of the DFG (German research foundation) funded research group 1498 shall be introduced in the following. It was evident that an ASR in defined mechanically pre-damaged concrete prisms with alkali-reactive aggregates and under an external supply of alkalis started earlier than in equal prisms without a pre-damage. The reason for this is the faster and deeper ingress of water and particularly of dissolved NaCl into the concrete, by what Na ions as reaction partner for an ASR are available earlier and, in the long-term, in greater amounts too.

Ausgehend von der Zielsetzung der DFG-Forschergruppe 1498, die Einflüsse auf den AKR-Schädigungsprozess in Fahrbahndecken aus Beton grundlegend zu klären, sind zwei aufeinander aufbauende Untersuchungsschwerpunkte Gegenstand dieses Beitrags. Im ersten Schwerpunkt wurden die prüftechnischen Voraussetzungen für die Charakterisierung der Degradation und damit der Rissbildung im Fahrbahndeckenbeton durch die Vorschädigung infolge von Ermüdungsbeanspruchungen geschaffen. Realisiert wurde dies durch die Implementierung und Optimierung eines Monitoringsystems im zyklischen 4-Punkt-Biegeversuch zur simultanen Erfassung der Rissbildung im großformatigen Schwingbalken. Zusätzlich wurde die Röntgen-3D-Computertomografie für die hochauflösende räumliche quantitative Rissanalyse in den Bohrkernen aus den Schwingbalken ohne und mit Vorschädigung weiterentwickelt. Im zweiten Untersuchungsschwerpunkt wurde mittels vielfältiger Experimente an kleinformatigen Probekörpern aus dem Schwingbalken gezeigt, dass durch die Ermüdungsbeanspruchung die bruchmechanischen Materialkennwerte des Betons zum Teil eine signifikante Veränderung erfahren.

Effects of fatigue loading on structure and properties of pavement concrete
Based on the objective of the DFG (German research foundation) funded research group 1498 to clarify the influences on the ASR damage process, this paper deals with two focuses of investigation. In the first focus the technical requirements for the characterisation concerning the degradation and the formation of cracks in concrete pavements by the pre-damage as a result of fatigue loading were created. This was realized by the implementation and the optimisation of a monitoring system in the cyclic four point bending test to capture simultaneously the formation of cracks in the beam under sinusoidal bending load. In addition, the X-ray 3D-computed tomography was enhanced for the high-resolution quantitative spatial crack analysis in the drilling cores extracted of the beam under sinusoidal bending load without and with a pre-damage. Building on the first focus, in the second focus of investigation a significant change of the fracture-mechanical properties of the concrete as a result of fatigue loading has been demonstrated in numerous experiments using small specimens extracted from the beam under sinusoidal bending load.

Im Rahmen einer Studie konnte ein Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Betonen konzeptioniert werden, welches die säurespezifischen Reaktionsmechanismen sowie die Wechselwirkung zwischen einer sauren Flüssigkeit und einem alkalischen Beton berücksichtigt. Die Reproduzierbarkeit der durch das Prüfverfahren gewonnenen Ergebnisse konnte mittels umfangreicher experimenteller Untersuchungen für verschiedene Betone nachgewiesen werden. Nachfolgender Beitrag fasst die wesentlichsten Erkenntnisse zusammen und gibt zudem einen Vorschlag für ein mit dem Prüfverfahren zusammenhängendes Nachweiskonzept zur Bewertung des Säurewiderstands von Betonen.

Test method to determine the acid resistance of concretes
In the frame of a study, a test method for the evaluation of the acid resistance of concretes was developed which takes particularly the acid specific reaction mechanisms as well as the interaction between acidic liquid and alkaline concrete into account. The evidence of reproducibility of the results gained with the test method has been shown by means of extensive experimental investigations on different types of concrete. The following contribution summarizes the most significant findings and suggests a verification concept for the evaluation of the acid resistance of concretes related to the proposed test method.

Die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen wird wesentlich durch die Nachbehandlung beeinflusst. Die erforderliche Nachbehandlungsdauer von Betonbauteilen ist normativ durch die Expositionsklasse und die Festigkeitsentwicklung des Betons determiniert. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Nachbehandlung auf die Druckfestigkeit und die Karbonatisierungstiefe von Betonen aus Zementen mit niedrigem Klinkergehalt.
Im Rahmen experimenteller Untersuchungen wurden sowohl der Einfluss der Nachbehandlungsdauer als auch die Auswirkungen variierender Umgebungsbedingungen und einer nachträglichen Befeuchtung auf die Betoneigenschaften analysiert. Weiterhin erfolgte ein Vergleich der Versuchsergebnisse mit bekannten Vorhersagemodellen zum Einfluss der Nachbehandlungsdauer sowie der Umgebungsbedingungen auf die Karbonatisierungstiefe. Abschließend wird eine Bewertung der in DIN 1045-3 [1] festgelegten Mindestdauer der Nachbehandlung vorgenommen.

Influence of curing on the carbonation of clinker-reduced concretes
The durability of concrete structures is significantly influenced by the curing conditions. The normative required curing time of concrete elements is determined by the exposure class and the strength development of the concrete. This article deals with the influence of curing on the compressive strength and the carbonation depth of concretes with low clinker cements.
As part of the experimental investigations, both the influence of the curing time and the effects of varying environmental conditions and a subsequent moistening on the concrete properties were analyzed. Furthermore, a comparison of the results with known prediction models on the influence of curing time and environmental conditions on the carbonation depth was carried out. Subsequently an evaluation of the required minimum curing time according to DIN 1045-3 [1] was conducted.

Hochduktile Betone mit Kurzfaserbewehrung (meist Polyvinilalkohol- oder hochmodulige Polyethylenmikrofaser) sind neue zementgebundene Hochleistungswerkstoffe, die unter Zugbeanspruchung eine Verfestigung aufweisen und eine im Vergleich zu gebräuchlichen Faserbetonen mehr als einhundertmal höhere Bruchdehnung besitzen. Neben ihrer großen Verformungsfähigkeit sowie hohen Biegezug- und Schubfestigkeit weisen hochduktile Betone bis zur Bruchdehnung sehr geringe Rissöffnungen auf. Diese besonderen Eigenschaften machen diese neue Betonart für spezielle Anwendungen sowohl bei Neubau als auch bei Verstärkung und Instandsetzung von bestehenden Bauwerken interessant. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick über die baustofflichen Grundlagen, die Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Faserbetonart.

Strain-hardening cement-based compositesMaterial design, properties and applications in construction
Strain-hardening cement-based composites (SHCC) are new, high-performance materials reinforced in most cases with either polyvinyl-alcohol or high-density polyethylene fibre. These composites exhibit strain-hardening behaviour under tensile loading. They have a strain capacity on an order of magnitude of more than one hundred times that of ordinary fibre-reinforced concrete. SHCC have relatively high tensile and shear strengths and up until reaching strain capacity yield only very narrow, multiple cracks. These specific features make this new type of concrete attractive for a number of practical applications both in new construction and in the repair and strengthening of existing structures. The article at hand provides an overview of SHCCs' material design as well as of their mechanical performance, durability and fields of application.

Die statische Nutzhöhe und damit die Querschnittshöhe wird bei Stahlbetonplatten durch Begrenzung der Bauteildurchbiegung bestimmt. Diese Begrenzung ist zur Vermeidung von Schäden infolge zu großen Deckendurchhangs oder in nicht tragenden Wänden erforderlich. Sie erfolgt durch geometrische Kriterien (zulässige Biegeschlankheiten) ohne direkte Berechnung. Sie sind in DIN 1045-1 [1] und Eurocode 2 [2] unterschiedlich groß angegeben und erfüllen die dort ebenfalls als Grenzwerte angegebenen Durchbiegungswerte von l/250 und l/500 nicht. Überdies werden zweiachsig gespannte Platten trotz deutlich geringerer Beanspruchung hinsichtlich der Biegeschlankheit wie einachsig gespannte behandelt. Um diese Differenzen aufzuheben, werden für die Durchbiegungswerte von l/250 und l/500 ein Lösungsweg, Gleichungen für die Nutzhöhe und Diagramme vorgestellt, die für ein- und zweiachsige Tragwirkung für starre und elastische Linienlagerung sowie Punktstützung gelten.

Minimum useful heights of reinforced concrete for l/250 and l/500
The static useful height and hence the cross-sectional height of reinforced concrete slabs is determined by limiting the component sag. This restriction is necessary in order to prevent damage due to excessive sagging of the floor or in non-constructional walls. It is based on geometrical criteria (permitted flexural slenderness values) without direct calculation. The values stated in DIN 1045-1 [1] and Eurocode 2 [2] are of different magnitudes and do not comply with the limit values of l/250 and l/500 which are likewise stipulated there for the sag. Moreover, despite their distinctly lower stress and strain, slabs with biaxial stress are treated in the same way as slabs with uniaxial stress where flexural slenderness is concerned. To eliminate these differences, a suitable solution is presented for a sag of l/250 and l/500, with equations for useful heights and diagrams which are valid for both rigid and elastic linear support as well as point support in uniaxial and biaxial structural conditions.

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Persönliches:
Rupert Springenschmid 85 Jahre

Nachrichten: Ehrenmitgliedschaft für besonderes Engagement verliehen / Kostenplanung mit über 2500 Vergleichsobjekten / Planerkonjunktur (noch) ungetrübt / Größtes deutsches Forschungsprojekt des Bauwesens

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Start of second tunnel drive at the Waterview Connection Project / Start für zweiten Vortrieb im Projekt Waterview Connection
Start for the second tunnel bores at Klaus / Startschuss für zweite Tunnelröhren bei Klaus
Brenner Base Tunnel - tunnelling starts in the Ahrental / Brenner Basistunnel - Vortriebsbeginn im Ahrental
Tunnelling works start for second underground line in Rennes / Vortrieb für die zweite U-Bahnlinie in Rennes beginnt
Granitztal Tunnel Chain awarded / Tunnelkette Granitztal vergeben
SBB awards the construction of the Eppenberg Tunnel / SBB vergibt Bau des Eppenbergtunnels
Züblin to build hydropower station in Chile / Züblin baut Wasserkraftwerk in Chile
Design collaboration commissioned for the Austrian side of the Brenner Base Tunnel / Planungsgemeinschaft auf der österreichischen Seite am Brenner Basistunnel beauftragt
Amberg Engineering to design a road tunnel under the Suez Canal / Amberg Engineering plant Straßentunnel unter dem Suezkanal
Terratec to deliver a double shield TBM for hydropower station in Laos / Terratec liefert Doppelschild-TBM für Wasserkraftwerk in Laos
Implenia takes over Bilfinger Construction / Implenia übernimmt Bilfinger Construction
Leighton sells John Holland to CCCI / Leighton verkauft John Holland an CCCI
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

Pressure shafts, due to their complexity and length, are one of the most challenging parts of the headrace system of a high head hydropower plant. Pressure shafts offer great potential for optimisation and this has to be reflected in their design and construction. The article first describes most common system concepts for headrace systems. Then it introduces the graphical-analytical design method from Seeber in its main features and uses this as a basis for understanding the mode of action of common lining systems. Finally, the common mechanised heading methods are briefly discussed in terms of their areas of application depending on the expected ground behaviour with a qualitative risk assessment of their feasibility.
Kraftabstiege gehören gemessen an Komplexität, Längenerstreckung und Anpassungsmöglichkeiten an die Gegebenheiten vor Ort zu den anspruchsvollsten Anlageteilen von Hochdruckanlagen. Sie bergen ein entsprechendes Optimierungspotenzial und erfordern eine entsprechend hohe Beachtung bei der Planung und Ausführung. Der Beitrag geht zunächst auf die gebräuchlichsten Anlagenkonzepte ein, stellt anschließend das graphisch-analytische Bemessungsverfahren nach Seeber in seinen Grundzügen vor und nutzt dieses als Basis für das Verständnis der Wirkungsweise gängiger Auskleidungssysteme. Abschließend werden die gängigen mechanischen Vortriebsverfahren hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete kurz erläutert und in Abhängigkeit des erwarteten Gebirgsverhaltens einer qualitativen Risikobetrachtung hinsichtlich ihrer Einsatzeignung unterzogen.

The example of many hydropower plants shows that the pressure shafts of high pressure power stations lie in very varied geological conditions, which has a great influence on the layout of the pressure shaft and the structural design of the lining. Despite this variability, it is possible to formulate a few basic geological criteria whose application, however, cannot replace the detailed consideration of the specific geological conditions that is essential for every pressure shaft.
Die Beispiele mehrerer Wasserkraftwerke zeigen, dass die Druckschächte von Hochdruckanlagen in sehr unterschiedlichen geologischen Verhältnissen liegen, die den Entwurf des Druckschachts und die Bemessung der Auskleidung stark beeinflussen. Bei aller Variabilität können aber einige grundsätzliche geologische Kriterien formuliert werden, deren Anwendung jedoch nicht die eingehende Befassung mit den spezifischen geologischen Verhältnissen ersetzt, die für jeden Druckschacht unabdingbar ist.

The Tiroler Wasserkraft AG (Tiwag) currently operates eleven large hydropower stations (> 8 MW) and more than 30 smaller plants (< 5 MW) generating electricity for commercial consumption. Most of the larger stations are storage schemes in the high mountains, intended to be able to balance the opposing seasonal supply and demand situation in the Alps and current fluctuations in the network. The headrace tunnels and penstocks of the high-pressure power stations of Tiwag are some of the most highly loaded of their type in the world. Great emphasis is placed on sustainable use and low maintenance costs, starting with the construction. Some stations have already been in operation for more than 60 years. This article describes the experience with the headrace tunnels of some of the larger hydropower stations.
Bei der Tiroler Wasserkraft AG (Tiwag) sind elf große Wasserkraftwerke (> 8 MW) und über 30 Kleinanlagen (< 5 MW) in Betrieb, die elektrische Energie für den kommerziellen Gebrauch erzeugen. Die meisten Großanlagen sind als Hochgebirgsspeicherkraftwerke ausgelegt, um die jahreszeitlich entgegengesetzte Angebot- und Nachfragesituation in den Alpen sowie Stromschwankungen im Netz ausgleichen zu können. Die für die Hochdruckanlagen der Tiwag gebauten Triebwasserwege und Kraftabstiege gehören zu den am höchsten beanspruchten derartigen Anlagenteilen der Welt. Es wurde bereits beim Bau großer Wert auf eine nachhaltige Nutzung mit geringem Instandhaltungsaufwand gelegt. Manche Anlagen sind bereits seit über 60 Jahren in Betrieb. In diesem Beitrag werden die Erfahrungen mit den Triebwasserwegen einiger größerer Wasserkraftanlagen dargestellt.