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Im Hinblick auf die Verminderung der klimarelevanten CO2-Emissionen in der Zementindustrie kommt der Herstellung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen eine besondere Bedeutung zu. Ein Grund dafür liegt - verglichen mit “traditionellen” CEM IZementen (Portlandzementen) - im energieeffizienteren und ökologischeren Herstellungsverfahren. Aber auch die Dauerhaftigkeit und die Leistungsfähigkeit beim Einsatz in Betonbauwerken sorgen dafür, dass Portlandkompositzemente (CEM II) und Hochofenzemente (CEM III) mittlerweile auch in Deutschland einen Marktanteil von rd. 65% erreichen. Europaweit werden schon seit einigen Jahren nur noch annähernd 30% Portlandzement eingesetzt - bei stetig sinkender Tendenz. Nachfolgend werden die anwendungstechnischen Eigenschaften, die Anwendungsmöglichkeiten sowie die ökologischen Vorteile der bisher in Deutschland eingesetzten Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen dargestellt und anhand von zwei Praxisbeispielen verdeutlicht. Mit Beispielen für die Leistungsfähigkeit neuer Zemente im Beton erfolgt ein Ausblick in mögliche weitere Entwicklungen.

Die Forderung, für repräsentative Bauwerke wie Botschaften und Flughäfen auch außergewöhnliche Lasten aus Explosion zu berücksichtigen, wurde in jüngerer Vergangenheit zunehmend gestellt. Das aufgrund dieser Lasten zu erwartende Schadensausmaß kann durch den Einsatz von energiedissipierenden Schutzbauteilen in der Fassadenbefestigung begrenzt werden. Die Dissipation der Explosionsenergie in den Schutzbauteilen kann beispielsweise über ein Crashmaterial erfolgen. In diesem Aufsatz werden Untersuchungen an zementgebundenen Materialien, die diesem Zweck dienen sollen, vorgestellt. Der Einfluss unterschiedlicher Zusätze auf die für ein Crashmaterial maßgebenden Eigenschaften wird in einer Parameterstudie untersucht. Als besonders geeignet wird ein Material identifiziert, bei dem die Zugabe eines Gasbildners das Matrixgefüge im Hinblick auf das gewünschte Kraft-Verformungs-Verhalten positiv verändert. Dynamische Versuche mit diesem Material geben Aufschluss über dessen Komprimierungsverhalten bei hohen Stauchraten.

Cementitious crash material for façade connectors of buildings under impulsive blast loads
In the past few years public awareness of the need to protect structures against blast effects has risen. Energy dissipating protective components placed at the façade connectors allow protecting people in the building as well as the primary building structure from damage due to blast loads. One possibility to dissipate the blast energy is using protective components with crash material. This paper presents tests on cementitious crash materials studying the effect of different additives to the compression-behavior of the material. Additional experiments enable analyzing the material behavior under static and dynamic test conditions.

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Nachdem es gelungen war, die Transmissionswärmeverluste energieeffizienter Wohngebäude so weit zu reduzieren, daß weitere Verbesserungen mit vertretbarem Aufwand kaum noch erreichbar schienen, mußten für eine weitere Verringerung des Heizwärmebedarfs auch die Lüftungswärmeverluste angegangen werden. Dazu sollte der Luftwechsel in den Gebäuden auf das hygienisch notwendige Maß beschränkt werden, was mit dem nicht kontrollierbaren Luftaustausch durch Gebäudefugen und der schwer dosierbaren Fensterlüftung nicht möglich schien. Also wurden die Gebäude dichter, während die aus hygienischen Gründen notwendige Frischluftzufuhr durch Lüftungsanlagen sichergestellt werden sollte. Zusätzlich eröffnete sich damit die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung aus der Abluft, womit weitere Energieeinsparpotentiale nutzbar wurden.

Im Rahmen des von der DFG geförderten Schwerpunktprogramms (SPP) 1542 “Leicht Bauen mit Beton” wurden im Teilprojekt “Querschnittsadaption stabförmiger Druckbauteile” zentrische Druckversuche an unbewehrten UHPC-Stützen mit quadratischem und rechteckigem Querschnitt durchgeführt. Die Ergebnisse wurden anschließend mit Versuchsreihen anderer Forscher verglichen. Der Fokus der Untersuchungen lag auf dem Versagensverhalten von knickgefährdeten Stützen bei unterschiedlichen Randbedingungen. Für diese Versuche wurden sowohl eine gelenkige als auch eine eingespannte Lagerung umgesetzt. Neben einer Analyse des Versagensvorgangs wurden die Ergebnisse mit der idealen Knicklast nach EULER und mit der Spannungsgleichung nach Theorie II. Ordnung verglichen. Vor- und Nachteile der Ansätze werden abschließend aufgezeigt, gegenübergestellt und diskutiert.

Axial compression tests on slender columns - unreinforced slender columns: a taboo? - Debate on potential and risk
Within the project of the Priority Programme (SPP) 1542 “Concrete light”, which is funded by the German Research Foundation (DFG), unreinforced UHPC columns with square and rectangular cross-section were tested under axial compression in the subproject “Cross sectional adaption for rod-shaped elements in compression”. The results were compared with test series of other researchers. The focus of the study was on the buckling behavior of columns with different conditions of end support. A hinged and a fixed support have been applied for these experiments. In addition to an analysis of the failure process, the results were compared with the EULER buckling load and the normal stress in consideration of second-order effects. Concluding, advantages and disadvantages of both approaches are presented, compared, and discussed.

Es wird der Stand der Forschung auf diesem Gebiet erläutert. Anschliessend werden die Versuche beschrieben und daraus ein Werkstoffgesetz abgeleitet.

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Das vom Renzo Piano Building Workshop entworfene "Zentrum Paul Klee" in Bern besticht durch die ungewöhnliche Wellenform des Daches. Der Aufsatz beschreibt den Entwurf und die besondere Geometrie des neuen Museumskomplexes und erläutert die Umsetzung der von gestalterischen Gesichtspunkten geprägten Dachform in ein adäquates Tragwerk. Die strukturellen Besonderheiten und die Detaillierung des aus geschweißten Stahlträgern errichteten Dachtragwerks werden dargestellt.

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Im Beitrag werden die Planung, Durchführung und Auswertung von zerstörenden Belastungsversuchen an einer vorgespannten Segmentbrücke in Wien beschrieben. Die Brücke aus dem Jahr 1975 hat eine Stützweite von 44 m und besteht aus insgesamt 18 Segmenten, die mit Epoxidharz verklebt wurden. Ziel der Untersuchungen war es, durch Belastungsversuche am Tragwerk und eine Analyse der verwendeten Baustoffe, Aussagen über die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit von vorgespannten Segmentbrücken zu erhalten. Zusätzlich wurde durch gezieltes Durchtrennen einzelner Spannglieder der Einfluß von Schäden am Spannstahl auf das Last- und Verformungsverhalten der Konstruktion untersucht. Insgesamt wurden zehn Versuche durchgeführt. Die Öffnungsbreiten der Segmentfugen, die Verformungen des Tragwerks und die Dehnung im Spannstahl wurden kontinuierlich gemessen und ausgewertet. Ebenso wurden der Zustand und die Belastbarkeit der Segmentfugen und die Baustoffeigenschaften der verwendeten Materialien - Beton, Bewehrungsstahl, Spannstahl und Epoxidharz - untersucht.