Abstract Lightweight concrete, which is produced using Portland cement as a binder, is a very common material in the construction industry. The material has become very well established due to its special properties, such as low weight and low thermal conductivity, combined with adequate strength ‐ all produced from inorganic materials. Nevertheless, Portland cement‐based binders have a well‐known negative footprint. Based on this view, in this research 100% of the Portland cement binder has been replaced by waste materials. In addition, optimisation studies were carried out on the use of lightweight aggregates, enabling the development of concretes with specific combinations of properties. By combining the new waste‐based binder with the optimised use of various lightweight aggregate qualities, the concrete produced not only exhibited good compressive strength but also a thermal conductivity that was as low as that of lightweight bricks used for insulation purposes. Ultimately, thanks to the development work, the lightweight concrete also became resistant to freeze‐thaw cycles and de‐icing salt. Due to these technical properties, its high durability and the fact that only waste based binding materials ‐ which harden at room temperature ‐ have been used, this lightweight concrete is a very sustainable material.
Abstract Im Rahmen zweier Verbundprojekte wurden neuartige, mit Schaumgips verfüllte, mehrdimensionale textile Leichtelemente für Wand‐ und Deckenanwendungen entwickelt, material‐ und verfahrenstechnisch optimiert und erstmals an einem Realobjekt validiert. Ziel war die Entwicklung eines ressourcenschonenden, recyclingfähigen Verbundsystems mit hoher gestalterischer Freiheit und funktionalem Mehrwert – insbesondere hinsichtlich Raumakustik, Feuchteregulierung, Leichtbau und Reversibilität bei Sanierungs‐ und Umnutzungsmaßnahmen im Bestand. Der vorliegende Beitrag beschreibt materialtechnische Grundlagen, die Anpassung der Rezepturen und Applikationstechnologien an textile Hüllstrukturen sowie die Ergebnisse aus Labor‐, Technikums‐ und Demonstratoruntersuchungen. Darüber hinaus wird die Übertragbarkeit in praxisrelevante Anwendungen anhand der Umsetzung im Schaufensterobjekt M1 Kunstzone in Gera dargestellt. Das Vorhaben wurde im Rahmen des Programms „Wandel durch Innovation in der Region – WIR!“ durch das BMFTR gefördert. Hierbei hat sich das regionale Netzwerk Vogtlandpioniere zum Ziel gesetzt, mit innovativen Technologien, Verfahren und Methoden zur Erhaltung und Wiederbelebung schützenswerter Bauwerke im Vogtland beizutragen.
Abstract Klinkereffiziente Zemente auf Basis von CEM II/C, CEM VI sowie von nachfolgenden Mehrkomponentenzementen CEM X leisten einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion prozessbedingter CO 2 ‐Emissionen der Zementindustrie. Für Instandsetzungsmörtel mit klinkerreduzierten Bindemitteln liegen bislang jedoch nur eingeschränkt gesicherte Erkenntnisse zur Dauerhaftigkeit unter hydrolytischem Angriff durch kalklösende Kohlensäure sowie weiche und mineralstoffarme Wässer vor. Die hydrolytische Auslaugung führt zunächst zur Lösung von Portlandit und in der Folge zur Decalcinierung festigkeitsbildender C‐S‐H‐Phasen. Hierdurch verändern sich Mikrostruktur, Porosität und Transportverhalten der Zementsteinmatrix. Zur Bewertung des Materialwiderstandes wurde an der MFPA Weimar ein performance‐orientiertes Prüfkonzept entwickelt. Vorgestellt werden die experimentelle Vorgehensweise sowie Ergebnisse von Dauerhaftigkeitsuntersuchungen an Instandsetzungsmörteln mit verschieden zusammengesetzten Mehrkomponentenzementen unter hydrolytischer Beanspruchung.
Abstract Das Bahnprojekt Stuttgart 21 umfasst neben einer Vielzahl von Neubauten die Sanierung und Umgestaltung des historischen Bahnhofsgebäudes. Der denkmalgeschützte Bonatzbau wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts errichtet, im Krieg schwer beschädigt und wieder aufgebaut sowie in den 1970er Jahre untertunnelt. Im Zuge der Planungen wurden die Funktionen, teilweise die Optik und damit auch das Tragwerk vollständig umstrukturiert. Für die entsprechenden statischen Erfordernisse, für die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit und für optische Belage war eine grundlegende Sanierung des Bauwerks notwendig. Im vorliegenden Artikel wird auf die Vorgehensweise bei der Sanierung, mit besonderem Augenmerk auf die materialtechnischen Aspekte, eingegangen.
Abstract Drying‐induced deformation due to shrinkage is a major cause of damage in screeds and the flooring applied on top. Such deformation involves both a permanent contraction of the screed layer and a temporary lifting of the screed edges, commonly referred to as curling. Although this behaviour is well known for cement‐based screeds, it can also occur in complex ternary‐bound and other dimension‐controlled screed mortars. Here we investigate the drying‐induced deformation of an OPC based screed and of a dimension‐controlled, ternary bound screed mortar. Results of the combined measurements of shrinkage and curling in reference to EN 13892‐9 are reported, accompanied by tests aimed at characterizing the mortars and their drying properties. An analytical, diffusion‐based drying model is employed that enables a description of the time‐dependent drying process and the resulting deformation of the cement screed. Applying the model to the dimension‐controlled screed mortar indicates a much more complex expansion and shrinkage behaviour that appears to be heterogeneous across the layer thickness.
