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Inhalt: Bautechnik 8/2023Bautechnik8/2023Inhalt

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Titelbild: Bautechnik 8/2023Bautechnik8/2023Titelbild

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Zum Titelbild:
Beim modernen Oberbau mit lückenlos verschweißter Schiene entstehen auf Brücken durch die Interaktion mit dem Bauwerk höhere axiale Beanspruchungen der Schiene als auf dem Damm. Beim Schotteroberbau gilt es, die Druckkräfte in der Schiene zu begrenzen, um Gleisverwerfungen zu vermeiden. Dazu wurden in den 1980er-Jahren umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Bei der Festen Fahrbahn liegen jedoch keine Erfahrungen zum Verhalten unter großen Druckkräften vor und der erhöhte Grenzwert von 92 MPa beruht auf keiner wissenschaftlich nachvollziehbaren Basis. Für den Fall der EÜ Itztal auf der Neubaustrecke Ebensfeld-Erfurt konnte der Nachweis der zusätzlichen Druckspannungen mit dem Grenzwert von 92 MPa nicht erbracht werden. Um fallspezifisch einen neuen Grenzwert festlegen zu können, wurden Untersuchungen vorgenommen, die in dem Aufsatz von Johannes Diers et al. (S. 463 ff.) vorgestellt werden.
Quelle: Marc Wenner

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: CDE -- Common Data Environment 2023Bautechnik8/20231-52Sonderheft

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Forman, PatrickNachhaltig miteinanderBautechnik8/2023443Editorials

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Arnold, Matthias; Maderebner, Roland; Dietsch, Philipp; Winter, StefanDiagonallagenholz (DLH) - Ressourceneffizienz durch diagonale Orientierung einzelner Lagen: Bestimmung der Steifigkeitsparameter und VerformungsanalysenBautechnik8/2023444-462Aufsätze

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Dieser Aufsatz befasst sich mit der Entwicklung von diagonal verklebtem Brettsperrholz (Diagonallagenholz - DLH), einem Laminat aus Massivholzlamellen, welche zur Anpassung der Steifigkeitseigenschaften in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet werden. DLH stellt somit eine anwendungsoptimierte Weiterentwicklung von Brettsperrholz (BSP) dar und erreicht bei gleichem Materialeinsatz verbesserte mechanische Eigenschaften. Der Beitrag beschäftigt sich mit der analytischen Herleitung der Steifigkeitsmatrix, der experimentellen Charakterisierung und numerischen Verformungsanalysen. Die Untersuchungen wurden mit spezifischen DLH-Serien durchgeführt, welche durch die Ausrichtung von Lagen unter Winkeln von ±45° bzw. ±30° (±60°) gekennzeichnet sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Torsionssteifigkeit im Vergleich zu BSP deutlich erhöht ist. Diese Eigenschaft ist vielversprechend für die Anwendung von DLH in Platten unter zweiachsiger Biegebeanspruchung, wie z. B. punktgestützten Flachdecken. Hierbei verspricht die diagonale Ausrichtung einzelner Lagen zudem Homogenisierungseffekte bei der Verteilung von Biege- und Schubspannungen. Gleichzeitig führt die diagonale Orientierung einzelner Lagen zu einer Erhöhung der Scheibenschubsteifigkeit, welche hinsichtlich aussteifender Wand- und Deckenelemente von großem Interesse ist. Die Forschung an DLH hebt die Relevanz und Eignung diagonal ausgerichteter Lagen in Massivholzelementen für einen effizienteren und damit nachhaltigen Umgang mit der Ressource Holz hervor.

Diagonal Laminated Timber (DLT) - resource efficiency through optimized layer arrangements: determination of stiffness properties and deformation analysis
This paper deals with the development of diagonal laminated timber (DLT), a composite timber product consisting of individual layers, which are rotated to each other at a certain angle to increase stiffness properties. Therefore, DLT represents an application-optimized further development of cross laminated timber (CLT). DLT achieves improved mechanical properties with the same amount of material.

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Diers, Johannes; Wenner, Marc; Slovák, Bohdana; Marx, SteffenZulässige Schienendruckkräfte für den Nachweis der Gleis-Tragwerks-Interaktion bei Fester FahrbahnBautechnik8/2023463-475Aufsätze

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Beim modernen Oberbau mit lückenlos verschweißter Schiene entstehen auf Brücken durch die Interaktion mit dem Bauwerk höhere axiale Beanspruchungen der Schiene als auf dem Damm. Beim Schotteroberbau gilt es die Druckkräfte in der Schiene zu begrenzen, um Gleisverwerfungen zu vermeiden. Dazu wurden in den 1980er-Jahren umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, woraus ein Grenzwert für die zulässigen zusätzlichen Druckspannungen von 72 MPa definiert wurde. Bei der Festen Fahrbahn liegen jedoch keine Erfahrungen zum Verhalten unter großen Druckkräften vor und der erhöhte Grenzwert von 92 MPa beruht auf keiner wissenschaftlich nachvollziehbaren Basis. Für den Fall der EÜ Itztal auf der Neubaustrecke Ebensfeld-Erfurt konnte der Nachweis der zusätzlichen Druckspannungen mit dem Grenzwert von 92 MPa nicht erbracht werden. Um fallspezifisch einen neuen Grenzwert festlegen zu können, wurden Untersuchungen vorgenommen, die in diesem Aufsatz vorgestellt werden. Das Verhalten des Systems unter großen Druckkräften wurde rechnerisch und experimentell untersucht. Für den Nachweis einer ausreichenden Sicherheit des Systems bei großen Schienendruckkräften wurden Grenzzustände festgelegt und für abgesicherte Einwirkungskombinationen nachgewiesen. Das Fallbeispiel zeigt die Reserven des Systems auf und legt eine mögliche Methode für eine grundsätzliche Überarbeitung des Grenzwerts der Schienendruckspannungen beim System Feste Fahrbahn vor.

Allowable compressive rail force due to track-bridge-interaction for ballastless track
On modern continuously welded railway tracks on bridges the rails are exposed to additional axial stresses due the interactions between the track and the bridge. On ballasted track the total compressive force within the rail must be limited to prevent rail buckling. In the 1980s extensive theoretical and experimental research was conducted and a limit value for the additional compressive rail stress of 72 MPa was introduced. For the more ridged ballastless track systems this limit value was raised to 92 MPa. However, this was done without any transparent scientific basis. For the case of the Itz Valley Bridge on the new highspeed line between Ebensfeld and Erfurt the calculated additional stresses due to the track-bridge-interaction could not be verified with these limit values. To determine a new case specific limit value for the additional compressive rail stresses extensive investigations were conducted and are presented within this article. The behaviour of the ballastless track system under high compressive rail forces was analysed numerically and experimentally. As a result, failure mechanisms and limit states were defined and verified for secure combinations of input parameters. This example shows the potential of the system to withstand high compressive rail forces and presents a possible method to define new limit values for the additional compressive rail stresses for ballastless track systems on bridges.

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Chen, Li; Casas, Gonzalo; Kasirer, Chen; Van Mele, TomCOMPAS: Softwarelösung für komplexe BauprojekteBautechnik8/2023476-482Berichte

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In einem Bauprojekt arbeiten verschiedene Disziplinen wie Architektur, Ingenieurwesen, Fachplanung und ausführende Bauunternehmen zusammen. Für den Entwurf, die statische Berechnung und die Ausführungsplanung werden unterschiedliche Softwarelösungen eingesetzt. Anpassungen im Entwurf und der Planung müssen zeitaufwendig in jeder einzelnen Softwarelösung manuell eingearbeitet werden. Bei komplexen Geometrien und innovativen Bauweisen sind zusätzliche Analysen und Anpassungen erforderlich, was mit heutigen Softwarelösungen kaum realisierbar ist. Für einen effizienten Datentransfer zwischen verschiedenen Softwareumgebungen wurde COMPAS entwickelt, sodass Innovationen im Bauwesen gefördert werden. COMPAS ist eine Open-Source-Umgebung, welche unabhängig von kommerziellen Softwarelösungen verwendet werden kann. Es verfügt über eine Geometriedatenbank, flexible Datenstrukturen für unterschiedliche Disziplinen und Algorithmen für Berechnungen wie z. B. Tragwerksanalysen. Es gibt zahlreiche COMPAS-Erweiterungen für spezifische Anwendungen wie Montageplanung, Holzbau, Roboterfertigung und additive Fertigung. Anfang 2023 wurde der Verein COMPAS gegründet, um die Weiterentwicklung und Ausbildung voranzutreiben.

COMPAS: software solution for complex construction projects
In a construction project, different disciplines such as architecture, engineering, specialist planning and executing construction companies work together. Different software solutions are used for the design, the static analysis of the structure and for production planning. Adjustments in the design and planning have to be incorporated manually into each individual software solution, which is time-consuming. For complex geometries and innovative construction methods, additional analyses and adjustments are required, which is hardly feasible with today's software solutions. COMPAS was developed for efficient data transfer between different software environments and thus promotes innovation in the construction industry. COMPAS is an open source computational framework that can be used independently of commercial software solutions. It has a geometry database, flexible data structures for different disciplines and algorithms for calculations such as structural analysis. There are numerous COMPAS extensions for specific applications such as assembly planning, timber construction, robotic fabrication and additive manufacturing. In early 2023, the COMPAS association was founded to promote further development and education.

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Keßler, Sylvia; Beck, Matthias; Harnisch, Jörg; Angst, Ueli M.Memorandum: Korrosionsschutz im Konstruktiven IngenieurbauBautechnik8/2023483-493Berichte

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Einer der maßgebenden Werkstoffe im Konstruktiven Ingenieurbau ist Stahl in Form von Baustahl, Betonstahl, Befestigungstechnik etc. Stahl bietet eine hohe Festigkeit in Kombination mit beliebiger Formbarkeit, guter Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit. Um das Potenzial von Stahl auszuschöpfen, ist das Wissen über dessen maßgebenden Schädigungsmechanismus - die Korrosion - essenziell, um Korrosionsprozesse durch konsequente Planung verhindern oder bestehende Korrosionsschäden bewerten und instand setzen zu können. Das Ziel dieses Hochschulmemorandums ist es, die Grundlagen der Kompetenzentwicklungen im Bereich des Korrosionsschutzes des Konstruktiven Ingenieurbaus zu legen, zu diskutieren und weiterzuentwickeln. Aufgrund der zunehmend dynamischen Entwicklungen im Bauingenieurwesen (z. B. durch Digitalisierung, Nachhaltigkeitsvorgaben, neue Fertigungsmethoden, längere Lebensdauern von Bauwerken) ist die Bereitschaft einer stetigen Reflexion und Weiterentwicklung unumgänglich, um langfristig eine hohe Qualität im Korrosionsschutz konstruktiver Ingenieurbauwerke sicherstellen zu können. Das hier vorliegende Memorandum ist in Zusammenarbeit mit dem Arbeitskreis “Korrosionsschutz im konstruktiven Ingenieurbau” der Gesellschaft für Korrosionsschutz e. V. (GfKORR) und dem bauforumstahl e. V. entstanden.

Memorandum: corrosion protection in structural engineering
One of the most important materials in structural engineering is steel in the form of structural steel, reinforcing steel, fasteners etc. Steel offers high strength in combination with any formability, good workability and weldability. In order to exploit the potential of steel, knowledge of its main damage mechanism - corrosion - is essential to prevent corrosion processes through consistent planning, constant corrosion condition assessment and, if needed, corrosion repair measures. The aim of this memorandum for higher education is to offer, discuss and further develop the foundations of competence development in the field of corrosion protection in structural engineering. Due to the increasingly dynamic developments in civil engineering (e. g. through digitalization, sustainability requirements, new production methods, longer service lives of structures), the willingness to constantly reflect and further develop is indispensable to ensure high quality in the corrosion protection of engineering structures in the long term. This memorandum is the result of the cooperation with the working group “Corrosion Protection in Structural Engineering” of the Gesellschaft für Korrosionsschutz e. V. (GfKORR) and bauforumstahl e. V.

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Bredow, Danica; Brühwiler, Eugen; Thorstensen, Rein Terje; Schacht, GregorAnwendung von UHFB im Brückenbau - Beispiele und Herausforderungen für die PraxisBautechnik8/2023494-500Berichte

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UHFB ist ein zementgebundener ultra-hochleistungsfähiger Faserverbund-Baustoff, der sich durch seine Materialeigenschaften für die Instandsetzung und Verstärkung von Betonbauwerken wie Brücken eignet. Eine auf das Stahlbetonbauteil aufgebrachte UHFB-Schicht erhöht den Tragwiderstand signifikant und übernimmt auch die Abdichtungsfunktion. Während UHFB in der Schweiz, speziell für Brücken, schon regelmäßig angewendet wird, ist die Technologie vielerorts in Europa und weltweit noch relativ unbekannt und wird noch selten eingesetzt. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Das Fehlen von normativen Grundlagen in vielen Ländern ist nur eine der Herausforderungen. Um eine Voraussetzung für eine Verbreitung von UHFB in Deutschland und anderen Ländern zu schaffen, sollte länderübergreifend zusammengearbeitet werden. Die Erfahrung der Schweiz mit mehr als 350 realisierten UHFB-Projekten könnte von anderen Ländern genutzt werden, bspw. um eine europäische Norm zu entwickeln. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über mögliche Anwendungen von UHFB im Brückenbau, stellt den aktuellen Stand der Regelungen zu UHFB in verschiedenen europäischen Ländern vor und analysiert, welche Randbedingungen und Voraussetzungen erforderlich sind, damit sich eine neue Bauweise erfolgreich durchsetzen kann.

UHPFRC in bridge strengthening - examples and challenges
UHPFRC stands for ultra-high-performance fibre-reinforced cementitious composite material, which, because of its material properties, is well suited for the rehabilitation and strengthening of reinforced concrete bridges. A layer of UHPFRC increases the resistance of reinforced concrete elements and functions also as waterproofing layer. While the material is already widely used in Switzerland, especially for bridges, it is relatively unknown in the rest of the world and is hardly applied. There are several reasons, the lack of standards is only one of the challenges to address. To improve the conditions for implementing UHPFRC in Germany and other countries, it is necessary to work together internationally. The experience from Switzerland, with more than 350 realized UHPFRC projects, could be used by other countries to launch a new European standard.

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Knight, MartinThe social power of infrastructure design - 100 years of "Bautechnik" - building for future generationsBautechnik8/2023501-508Essays

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Bautechnik aktuell 8/2023Bautechnik8/2023509-511Bautechnik aktuell

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Nachrichten:
Mit Geschlossenheit gegen die drohende Krise
Klimaschutzsofortprogramm des Bundesbauministeriums ist Teil des Klimaschutzprogramms der Bundesregierung
Gebäude mit solider Stützkonstruktion zum “Schweben” bringen

Veranstaltungen:
2. Konferenz der “European Association on Quality Control of Bridges and Structures”

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik8/2023511Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 8/2023Beton- und Stahlbetonbau8/2023Inhalt

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 8/2023Beton- und Stahlbetonbau8/2023Titelbild

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Zum Titelbild:
Eine der wichtigsten Maßnahmen im Rahmen der Diskussion um eine verbesserte Nachhaltigkeit im Bauwesen ist die Verlängerung der Nutzungsdauer unserer Bauwerke. Da insbesondere wechselnde Umweltbedingungen die Degradation der Werkstoffe und Strukturen beschleunigen (aber auch verlangsamen), können Erkenntnisse über die Degradationsprozesse sowie verbesserte Kenntnisse der Geometrie und effektiven mechanischen Baustoffkennwerte bei der Bewertung der strukturellen Zuverlässigkeit und verbleibenden Nutzungsdauer ein wesentliches Element sein. Zu diesem Zweck wurden z. B. auch an der Jauntalbrücke in Kärnten intensive Test- und Monitoringprogramme installiert. Mit 430 m Länge und 96 m Höhe ist sie eine der höchsten Eisenbahnbrücken Europas. Errichtet 1961, wird sie derzeit durch neues Tragwerk mit zweigleisiger Strecke und darunterliegendem Geh- und Radweg ersetzt. Im Zuge der Arbeiten wurde das alte Stahltragwerk mit dem neuen gekoppelt und die beiden gemeinsam längsverschoben. Das neue Eisenbahndeck über dem Stahltragwerk ist bereits teilweise errichtet, die Betonage der Stahlbetonfahrbahnplatte erfolgt mit Verbundschalwägen. Seit dem Brückenlängseinschub läuft ein Monitoringsystem, mit welchem beim Tragwerkslängseinschub zunächst die Pfeilerkopfauslenkungen gemessen wurden. Zurzeit werden die Durchbiegungen der einzelnen Betonierzustände aufgezeichnet. Der Beitrag auf S. 575-588 zeigt, wie generell Elemente der Zuverlässigkeitsanalyse mit Elementen vertiefter Prüf- und Monitoringverfahren kombiniert werden können, um die Degradationsprozesse aufgrund veränderter Umweltbedingungen und neuer Baustoffe periodisch zu bewerten. Daraus kann mithilfe semiprobabilistischer Teilsicherheitsbetrachtungen die Nutzungsdauer festgelegt sowie bei Bestandsbauwerken die verbleibende Restnutzungsdauer verifiziert werden. (Foto: Webcam ÖBB Baustelle Tragwerkserneuerung Jauntalbrücke: https://jauntal.netzcam.net)

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Strauss, AlfredLebenszyklusorientierte Planungs- und InstandhaltungsphilosophieBeton- und Stahlbetonbau8/2023541Editorials

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Heinlein, UlliMechanisch-adhäsive Frischbetonverbundsysteme: Untersuchungen zur Verbundentwicklung und HaftzugfestigkeitBeton- und Stahlbetonbau8/2023542-555Aufsätze

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Frischbetonverbundsysteme werden als zusätzlich abdichtende Maßnahme auf wasserundurchlässigen Betonkonstruktionen eingesetzt und bereits vor dem Betoneinbau verlegt. Sie erzielen einen Verbund mit dem Frischbeton und nutzen dafür u. a. Vliese, die während des Betoneinbaus mit Zementleim gefüllt werden müssen. Allerdings ist bisher nicht bekannt, wie sich Zementleim aus dem Frischbeton abtrennt, welche Eigenschaften er im Vlies hat oder welche Vlieseigenschaften für FBVS vorteilhaft sind. Der Beitrag beschäftigt sich daher mit dem Vliesverbund und betrachtet zuerst das Deformationsverhalten der Vliese im Betonierprozess. Während des Betoneinbaus werden Vliese zuerst komprimiert und entspannen sich mit fortlaufender Zementleimfüllung. Sobald der Frischbeton eingebracht ist, beginnen außerdem Filterprozesse, die Überschusswasser und eine begrenzte Menge feiner Feststoffe in das Vlies abtrennen. Dabei bildet sich ein Filterkuchen auf dem Vlies und ein wasserreicher Zementleim im Vlies. Erst mit einsetzender Vibrationsverdichtung wird der Filterkuchen gelockert, weiterer Feststoff in das Vlies eingetragen, das Wasser-Feststoff-Verhältnis im Vlies gesenkt und ein Hinterlaufschutz erreicht. Der Haftverbund entwickelt sich anschließend proportional zur Spaltzugfestigkeit des Betons und wird maßgeblich durch die Zementsteinfestigkeit beeinflusst. Porenarme und leichte Vliese sind dabei vorteilhaft, da sie weniger Überschusswasser aus dem Frischbeton abtrennen.

Nonwoven bonded pre-applied waterproofing membranes - bond development and properties
Pre-applied bonded membranes are used as an additional waterproofing measure on waterproof concrete structures and are installed before concrete placement. They achieve a bond to the fresh concrete and often use nonwovens, which must be filled with cement paste during concrete placement. However, little is known about the separation of cement paste from fresh concrete, its properties in the nonwoven, or beneficial nonwoven characteristics. The following paper analyzes the bond of nonwovens in three parts: first, the deformation behavior of the nonwovens during concrete placement is determined using microsections. During concrete placement, the nonwovens are compressed and progressively recover during cement paste filling. As the fresh concrete is placed, filtration processes start. Excess water and a limited amount of fine solids separate into the nonwoven. A filter cake forms on top of the nonwoven and is responsible for a water-rich cement paste within the nonwoven. Only with the onset of vibration compaction is the filter cake loosened, more solids penetrate the nonwoven, and the water-solid ratio in the nonwoven is lowered. The bond subsequently develops proportionally to the tensile splitting strength of the concrete. Nonwovens influence the bond strength as they control the separable amount of excess water, which degrades the cement paste strength in the bonding layer.

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Schack, Tobias; Coenen, Max; Haist, MichaelBildbasierte Frischbetonprüfung - Teil 2: Granulometrische Eigenschaften der GesteinskörnungBeton- und Stahlbetonbau8/2023556-564Aufsätze

Kurzfassung

Bereits heute ist absehbar, dass notwendige Veränderungen in der Betontechnologie zur Erreichung der Klimaschutzziele einen signifikanten Wandel in den typischerweise eingesetzten Betonzusammensetzungen zur Folge haben werden. Die eingesetzten Ausgangsstoffe werden immer vielfältiger und komplexer. Durch den Einsatz rezyklierter Ausgangsstoffe werden auch Schwankungen in den Ausgangsstoffeigenschaften signifikant zunehmen. Eine zielsichere und zeiteffiziente Ermittlung der granulometrischen Eigenschaften der verwendeten Gesteinskörnung ist somit insbesondere für sogenannte Ökobetone zur Sicherstellung gleichbleibender Qualitätsmerkmale von entscheidender Bedeutung. Es gilt zukünftig, mögliche Qualitätsabweichungen des Frischbetons resultierend aus Schwankungen der Ausgangsstoffe zeiteffizient zu ermitteln, um so schnellstmöglich entsprechende Anpassungen im Produktionszyklus vornehmen zu können. In diesem Beitrag wird daher eine bildbasierte Methodik zur digitalen Bewertung granulometrischer Eigenschaften der Gesteinskörnung im Rahmen der Ausbreitmaßprüfung vorgestellt. Damit wird das Eigenschaftsspektrum der bereits in Teil 1 dieses Beitrags vorgestellten bildbasierten Methodik, welcher die bildbasierte Ermittlung der Konsistenz und des Leimgehalts beschreibt, hin zu einer vollumfänglichen digitalen Frischbetonprüfung entsprechend erweitert.

Image-based quality control - part 2: granulometric properties
The changes in concrete technology necessary to achieve the climate protection targets will lead to a significant change in the concrete mixtures typically used. The raw materials used are becoming more diverse and complex. The use of recycled raw materials will also significantly increase the fluctuations in the properties of the raw materials. An Accurate and time-efficient determination of the granulometric properties of the aggregate is of crucial importance, especially for “eco-concretes”, in order to ensure consistent quality characteristics. As a natural raw material, the aggregate is subject to certain fluctuations to which such optimized concrete compositions can react relatively sensitively. In the future, it will be necessary to determine possible quality deviations of the fresh concrete resulting from fluctuations in the raw materials in a time-efficient manner in order to be able to make appropriate adjustments in the production process as quickly as possible. This paper presents an image-based quality control for the digital evaluation of granulometric properties of the aggregate as a part oft he flow table test. Accordingly, the range of properties of the image-based method already presented in Part 1 of this paper is extended to a fully comprehensive digital quality control. This paper presents the image-based determination of the granulometric properties of the aggregate as a part oft he flow table test. The determination is based on the image-based quality control described in part 1 of this paper.

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Pfleger, Marc-Patrick; Radl, Elisabeth; Vill, MarkusUntersuchungen zum CO2-Speicherpotenzial von rezyklierten Gesteinskörnungen und Zementproben unter ZwangskarbonatisierungBeton- und Stahlbetonbau8/2023565-574Aufsätze

Kurzfassung

Die Herstellung von Beton und insbesondere der darin als Bindemittel enthaltene Zement verursachen einen hohen Anteil der menschlich erzeugten klimawirksamen Emissionen. Studien zeigen, dass die Herstellung von Zement rund 8 % der weltweiten CO2-Emissionen verursacht, was den akuten Handlungs- bzw. Forschungsbedarf unterstreicht. Aufgrund des derzeitigen Gebäude- und Infrastrukturbestands und dessen zunehmender Altersstruktur bzw. notwendiger Ersatzbaumaßnahmen nimmt die Menge an verfügbaren Abbruchmaterialien ständig zu. In vielen Fällen besteht dieses Material aus hochwertigem Altbeton, der als rezyklierte Gesteinskörnung im Produktionsprozess wiederverwendet werden kann, um primäre Rohstoffquellen zu schonen. Der größte Teil dieses Betonbruchs ist nicht karbonisiert. Das in dem vorliegenden Beitrag beschriebene Verfahren zur forcierten Karbonatisierung von Betonabbruchmaterial bildet eine Grundlage für die Anwendung in Recyclingbetonen und zielt auf den reduzierten Einsatz von Primärrohstoffen ab. Zudem wurde das Verfahren zur Untersuchung der CO2-Absorbtionsfähigkeit entwickelt. Durch die Beimischung als Gesteinskörnung im Zuge der Frischbetonproduktion ist der Karbonatisierungsgrad für die Stahlkorrosion oder damit verbundene Probleme irrelevant. Die Versuche zeigen, dass die mit der Produktion von Beton verbundenen CO2-Emissionen dadurch deutlich reduziert werden können und bereits nach 24 h über 1,3 % der Ausgangsmasse an CO2 gespeichert wurde.

Investigations of the CO2 Storage Potential of Recycled Concrete Aggregates and Cement Samples under Forced Carbonation
The production of concrete, in particular the cement contained as a binder, causes a high proportion of human induced climate-impacting gas emissions. Studies show that the decarbonization of limestone causes at least 8 % of global CO2 emissions, which underlines the acute need for action and research. Due to the current building and infrastructure stock and its increasing obsolescence or replacement, the amount of available demolition material is constantly increasing. In many cases, this material consists of high-quality concrete that could be reused as recycled aggregate in the production process to conserve primary raw material sources. Most of this crushed concrete is not carbonized. This means that this potential could be used as a CO2 sink in the course of a recycling process. The recycled and carbonized material can be used as a substitute for natural grains. Due to the admixture as aggregate in the course of the concrete production, the degree of carbonation is irrelevant for steel corrosion or related problems. The main objective of this work was to investigate the CO2 absorption capacity of concrete waste in order to quantify its use as a potential carbon sink. The test series show that the ecological footprint of concrete can be significantly reduced by exploiting its carbonation potential by storing more than 1.3 % CO2 of the original mass after 24 hours.

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Strauss, Alfred; Bergmeister, Konrad; Seywald, ChristianVerlängerung der technischen Nutzungsdauer von Infrastrukturbauwerken auf Basis semiprobabilistischer BetrachtungenBeton- und Stahlbetonbau8/2023575-588Aufsätze

Kurzfassung

Eine der wichtigsten Maßnahmen im Rahmen der Diskussion um eine verbesserte Nachhaltigkeit im Bauwesen ist die Verlängerung der Nutzungsdauer unserer Bauwerke [1]. Daher werden intensive Forschungen in Bezug auf sich für die Infrastrukturbauwerke ändernde Umweltbedingungen sowie externe Lasteinwirkungen und neue Baustoffe sowie deren Auswirkung auf die Herstellung und den Betrieb von Infrastrukturen durchgeführt. Bereits jetzt lassen sich gemäß [2] Veränderungen in der Kinematik der Abbaumechanismen (Degradationen) beobachten. Insbesondere können wechselnde Umweltbedingungen (Expositionen) die Degradation der Werkstoffe und Strukturen beschleunigen, aber auch verlangsamen. Diese Erkenntnisse über die Degradationsprozesse, aber auch die verbesserten Kenntnisse der Geometrie und effektiven mechanischen Baustoffkennwerte sollen wirkungsvoll in die Ingenieurpraxis zur Bewertung der strukturellen Zuverlässigkeit und der verbleibenden Nutzungsdauer übergeführt werden [3]. Dieser Beitrag zeigt, wie die Elemente der Zuverlässigkeitsanalyse mit den Elementen vertiefter Prüf- und Monitoringverfahren kombiniert werden können, um die Degradationsprozesse aufgrund veränderter Umweltbedingungen und neuer Baustoffe periodisch zu bewerten. Daraus kann infolge mithilfe semiprobabilistischer Teilsicherheitsbetrachtungen die Nutzungsdauer festgelegt sowie bei Bestandsbauwerken die verbleibende Restnutzungsdauer verifiziert werden.

Increase of technical lifetime of infrastructures based on semi-probabilistic considerations
One of the most important measures in the discussion on improved sustainability in construction is to extend the service life of our structures [1]. Therefore, intensive research is conducted with regard to changing environmental conditions as well as external load effects for structures and new materials and their impact on the production and operation of infrastructures. Already now, according to [2], changes in the kinematics of the degradation mechanisms can be observed. In particular, changing environmental conditions (exposures) can accelerate but also slow down the degradation of materials and structures. These understandings of the degradation processes, but also the improved knowledge of the geometry and effective mechanical building material properties, should be effectively transferred into engineering practice for the assessment of structural reliability and remaining service life [3]. This paper presents how the elements of reliability analysis can be combined with the elements of in-depth testing and monitoring procedures to periodically evaluate the degradation processes due to changing environmental conditions and new building materials. Subsequently, the remaining service life can be continuously updated with the help of semi-probabilistic partial safety considerations.

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ConFab System von Condulith für 22.000 m2 IndustriebodenBeton- und Stahlbetonbau8/2023588Nachrichten

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Rusch, Mona; Lowiner, Christian; Kurath, JosefGroße Tragreserven bei Einzellasten auf CPC-PlattenBeton- und Stahlbetonbau8/2023589-606Aufsätze

Kurzfassung

CPC (Carbon Prestressed Concrete)-Platten sind mit Carbonfasersträngen armiert und vorgespannt. Diese neuentwickelten Platten sind bei gleicher Biegetragfähigkeit deutlich schlanker als herkömmliche Stahlbetonplatten. Dadurch werden das Gewicht und der Materialverbrauch gegenüber herkömmlichen Stahlbetonlösungen deutlich reduziert. Die Tragwirkung von CPC-Platten ist analog derjenigen von vorgespanntem Stahlbeton. Die Bemessung erfolgt anhand der bauaufsichtlichen Zulassung Z-71.3-42 des Deutschen Instituts für Bautechnik. Insbesondere bei Brückenbelägen wird rechnerisch häufig der Nachweis der Einzellast (Unterhaltsfahrzeug) maßgebend. In diversen Versuchen an der TU Graz sowie an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) konnte gezeigt werden, dass die Einzellasten deutlich besser abgetragen werden können, als in der Zulassung rechnerisch angesetzt. Die mitwirkende Breite spielt dabei eine entscheidende Rolle.

Large load-bearing reserves for point loads on CPC panels
CPC (carbon prestressed concrete) panels are reinforced and prestressed with carbon fibre strands. Thanks to the high strength of the carbon reinforcement, the prestressing and its corrosion resistance, structural components in CPC design can be made significantly slimmer and lighter with the same bending load capacity. This significantly reduces the weight and material consumption compared to conventional solutions. The load-bearing behaviour of CPC panels is analogous to prestressed reinforced concrete. The design is carried out based on the technical approval Z-71.3-42 of the DIBt (Deutschen Instituts für Bautechnik). Especially in the case of bridge decks the point load (maintenance vehicle) is often decisive for the static verification. In various tests at the Graz University of Technology, as well as at the ZHAW (Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften), it could be shown that the point loads can be transferred much better than calculated according to the approval. The effective width plays a decisive role in this matter.

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Görtz, Stephan; Lengert, Kay; Haack, RobertTragfähigkeit und Anwendungen von Betonbauteilen mit Bewehrung aus basaltfaserverstärktem KunststoffBeton- und Stahlbetonbau8/2023607-625Berichte

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Zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit bietet es sich bei einigen Bauteilen an, konventionelle Betonstahlbewehrung durch Bewehrungselemente aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) zu ersetzen. Hierbei sind in der Vergangenheit im wesentlichen Bewehrungselemente mit Glas- oder Carbonfasern eingesetzt worden. An der FH Kiel wurde in den letzten zwei Jahren das Tragverhalten von Betonbauteilen mit Basaltfaserstabbewehrung untersucht und konkrete Anwendungen entwickelt. Der Beitrag fasst die Erkenntnisse zusammen.

Load-bearing capacity and applications of concrete components with reinforcement made of basalt fiber-reinforced polymers
To improve the durability of some components, it is advisable to replace conventional reinforcing steel with reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic (FRP). In the past, reinforcement elements with glass or carbon fibers were mainly used for this purpose. At Kiel UAS, the load-bearing behavior of concrete components with basalt fiber reinforcement has been investigated and specific applications have been developed over the past two years.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 8/2023Beton- und Stahlbetonbau8/2023627-634Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
“Brücken liegen mir besonders am Herzen”
Die Verleihung des 9. Deutschen Brückenbaupreises 2023 mit dem Bundesverkehrsminister Dr. Volker Wissing und das 32. Dresdner Brückenbausymposium
Alle wesentlichen Merkmale des Nachhaltigen Bauens mit Betonfertigteilen im Podium 1 zu den BetonTagen in Ulm aufgezeigt
Erster Österreichischer Betonpreis verliehen: Nachhaltigkeit im Fokus der prämierten Projekte
Wettbewerb “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft” geht in eine neue Runde!
Die RG-Bau im RKW Kompetenzzentrum sucht auch in 2024 wieder junge Menschen mit innovativen digitalen Lösungen für die Baubranche.

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau8/2023634Veranstaltungen

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Titelbild: Stahlbau 8/2023Stahlbau8/2023Titelbild

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Zum Titelbild:
Im Beitrag werden mehrere Hochbrücken über den Nord-Ostsee-Kanal vorgestellt, für die die grundsätzliche Entscheidung zu Ertüchtigung oder Ersatzneubau differenziert getroffen wurde. Beitrag: Geißler, K.; Schröder, R., S. 520 ff. Foto: Dr. Matthias Bartzsch (GMG Ingenieurgesellschaft).

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