STUDY OF ANALYTICAL MODELS OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF POLYMER-MODIFIED CONCRETE

Polymer modification of mortar and concrete is a widely used technique in order to improve their durability properties. Hitherto, the main application fields of such materials are repair and restoration of buildings. However, due to the constant increment of service life requirements and the cost efficiency, polymer modified concrete (PCC) is also used for construction purposes. Therefore, there is a demand for studying the mechanical properties of PCC and entitative differences compared to conventional concrete (CC). It is significant to investigate whether all the assumed hypotheses and existing analytical formulations about CC are also valid for PCC. In the present study, analytical models available in the literature are evaluated. These models are used for estimating mechanical properties of concrete. The investigated property in this study is the modulus of elasticity, which is estimated with respect to the value of compressive strength. One existing database was extended and adapted for polymer-modified concrete mixtures along with their experimentally measured mechanical properties. Based on the indexed data a comparison between model predictions and experiments was conducted by calculation of forecast errors

Field study of the building physics properties of common building types in the Inner Himalayan valleys of Bhutan

Traditionally, buildings in the Inner Himalayan valleys of Bhutan were constructed from rammed earth in the western regions and quarry stone in the central and eastern regions. Whilst basic architectural design elements have been retained, the construction methods have however changed over recent decades alongside expectations for indoor thermal comfort. Nevertheless, despite the need for space heating, thermal building performance remains largely unknown. Furthermore, no dedicated climate data is available for building performance assessments. This paper establishes such climatological information for the capital Thimphu and presents an investigation of building physics properties of traditional and contemporary building types. In a one month field study 10 buildings were surveyed, looking at building air tightness, indoor climate, wall U-values and water absorption of typical wall construction materials. The findings highlight comparably high wall U-values of 1.0 to 1.5 W/m²K for both current and historic constructions. Furthermore, air tightness tests show that, due to poorly sealed joints between construction elements, windows and doors, many buildings have high infiltration rates, reaching up to 5 air changes per hour. However, the results also indicate an indoor climate moderating effect of more traditional earth construction techniques. Based on these survey findings basic improvements are being suggested

Objektive Oberflächenbewertung von (P)SCC-Sichtbeton mittels automatisierter Analyse von Bilddaten

Sichtbeton ist aufgrund seiner Vielfältigkeit in der Formgebung eines der am meisten verbreiteten Gestaltungsmittel der modernen Architektur und optimal für neue Bauweisen sowie steigende Anforderungen an das Erscheinungsbild öffentlicher Bauwerke geeignet. Die Herstellung qualitativ hochwertiger Sichtbetonoberflächen hängt im hohen Maße von den Wechselwirkungen zwischen Beton und Trennmittel, zwischen Trennmittel und Schalmaterial, sowie von der Applikationsart und -menge des Trennmittels ab. In Laborversuchen wurden diese Einflüsse auf die Sichtbetonoberflächen eines polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons (PSCC) im Vergleich zu einem herkömmlichen selbstverdichtenden Beton (SCC) untersucht. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde eine Methode zur Beurteilung der Sichtbetonqualität entwickelt, mit welcher Ausschlusskriterien, wie maximale Porosität und Gleichmäßigkeit, objektiv und automatisiert bestimmt werden können. Veränderungen dieser Werte durch Witterungseinflüsse ließen zudem erste Rückschlüsse auf die Dauerhaftigkeit der Sichtbetonoberflächen zu

Uncertainty analysis in multiscale modeling of concrete based on continuum micromechanics

Uncertainty analysis in multiscale modeling of concrete based on continuum micromechanic

Eigenschaftsentwicklung epoxidharzmodifizierter Mörtel auf Zementbasis bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen

Zur Erstellung von dekorativen Plastiken sollten Mörtel entwickelt werden, die eine hohe Biegezugfestigkeit aufweisen und eine breite Palette von Konsistenzen für verschiedene Anwendungsarten, wie Gießen, Spachteln oder Stampfen abdecken. Als Basis für die Rezepturen wurde ein niedrigviskoses Epoxidharzsystem gewählt, dessen Aminhärter einen Wasseranteil von 44 % beinhaltet. Dies ermöglichte es, durch Wasserzugabe verschiedene Viskositäten einzustellen. Um dieses Wasser in massiveren Bauteilen zu binden, wurde neben Sand auch Zement als Füllstoff eingesetzt. Die erstellten Rezepturen zeigten nach 56 Tagen hohe Druckfestigkeiten von über 50 N/mm². Mit zunehmendem Epoxidharzgehalt ergaben sich zwar steigende Biegezugfestigkeiten, jedoch unter Laborlagerung auch größere Längenänderungen. Diese konnten durch den Einsatz eines PCE-Fließmittels, PVA-Kurzfasern und einer optimierten Sieblinie verringert werden. Das Fließmittel verlängerte die Erhärtungszeiten jedoch auf bis zu 1,5 Tage. Zur Ermittlung der Dauerhaftigkeit des Materials wurde es für drei Wochen Temperaturen von -20 bis +60 °C, einer künstlichen Sonnenbestrahlung sowie künstlicher Beregnung ausgesetzt. Im Vergleich zur Laborlagerung ergab sich bei steigendem Epoxidharzanteil ein geringerer Schwund, während die Biegezugfestigkeit der Probeköper nur geringfügig abnahm. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass auch bei geringeren Epoxidharzzusätzen Störungen der Zementhydratation auftraten. Weiterhin zeigen sich bei geringen Epoxidharzzusätzen in der Matrix kugelförmige Einschlüsse, die von dispergierten Epoxidharzpartikeln stammen

Formation of Geopolymers Using Sodium Silicate Solution and Aluminum Orthophosphate

This paper reports the formation and structure of fast setting geopolymers activated by using three sodium silicate solutions with different modules (1.6, 2.0 and 2.4) and a berlinite-type aluminum orthophosphate. By varying the concentration of the aluminum orthophosphate, different Si/Al-ratios were established (6, 3 and 2). Reaction kinetics of binders were determined by isothermal calorimetric measurements at 20 °C. X-ray diffraction analysis as well as nuclear magnetic resonance (NMR) measurements were performed on binders to determine differences in structure by varying the alkalinity of the sodium silicate solutions and the Si/Al-ratio. The calorimetric results indicated that the higher the alkalinity of the sodium silicate solution, the higher the solubility and degree of conversion of the aluminum orthophosphate. The results of X-ray diffraction and Rietveldt analysis, as well as the NMR measurements, confirmed the assumption of the calorimetric experiments that first the aluminum orthophosphate was dissolved and then a polycondensation to an amorphous aluminosilicate network occurred. The different amounts of amorphous phases formed as a function of the alkalinity of the sodium silicate solution, indicate that tetrahydroxoaluminate species were formed during the dissolution of the aluminum orthophosphate, which reduce the pH value. This led to no further dissolution of the aluminum orthophosphate, which remained unreacted