On the shear behavior of mineral-bonded composites under impact loading

A mechanical testing device was developed for testing the behavior of mineral-bonded composites under impact shear loading. The device is based on the well-known double shear specimen configuration and was designed to be used in a gravity split-Hopkinson tension bar (SHTB), enabling shear testing at high loading rates. In this work, results from impact shear testing performed on a normal cementitious matrix (NSM) and strain-hardening cement-based composites (SHCC) tested by means of the new device are presented and discussed. Failure behavior and fracture modes are analyzed using optical measurements and digital image correlation (DIC)

Mineral-bonded composites for enhanced structural impact safety: The vision of the DFG GRK 2250

Existing reinforced concrete structures feature, as a rule, a relatively low resistance to various sorts of impact loading, such as shock, collision, or explosion. To this aim, the primary goal of the Research Training Group (in German: Graduiertenkolleg, GRK) 2250, funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), is to bring substantial improvements in the impact resistance of existing buildings by applying thin layers of strengthening material. By using innovative mineralbonded composites, public safety and reliability of vitally important existing structures and infrastructure should be significantly enhanced. The scientific basis to be developed will additionally enable to build new, impact-resistant structures economically and ecologically. The framework of the GRK 2250 as well as some achievements are herein briefly presented

Mineral-bonded composites for enhanced structural impact safety: The vision of the DFG GRK 2250

Existing reinforced concrete structures feature, as a rule, a relatively low resistance to various sorts of impact loading, such as shock, collision, or explosion. To this aim, the primary goal of the Research Training Group (in German: Graduiertenkolleg, GRK) 2250, funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), is to bring substantial improvements in the impact resistance of existing buildings by applying thin layers of strengthening material. By using innovative mineralbonded composites, public safety and reliability of vitally important existing structures and infrastructure should be significantly enhanced. The scientific basis to be developed will additionally enable to build new, impact-resistant structures economically and ecologically. The framework of the GRK 2250 as well as some achievements are herein briefly presented

Formwork-free, continuous production of variable frame elements for modular shell structures

Conventional construction of concrete shells involves a costly and time-consuming erection of custom formwork. An alternative approach that avoids this is an on-site assembly of shells from prefabricated modules. This article presents a new, highly automated method for the production of such modules. The proposed method combines the technology of full-width 3D concrete printing using strain-hardening cement-based composite and the technology of robotic textile mesh production from mineral-impregnated carbon yarns

Additive Fertigung mit Beton

Dieser Beitrag bietet einen Überblick über den aktuellen Sachstand auf dem Gebiet der additiven Fertigungsverfahren mit Beton, auch 3D-Betondruck genannt. Im Einzelnen wird auf die zugehörige Materialprüfung von druckbarem bzw. gedrucktem frischem, erhärtendem und erhärtetem Beton eingegangen. Außerdem werden mögliche Varianten zur Integration der Bewehrung in die additive Fertigung mit Beton dargelegt

Simulating mixing processes with water addition using DEM – from bulk material to suspension

This paper introduces a model in the Discrete Element Method to simulate the mixing processes of dry materials with major water addition more realistically. The presented model covers the representation of liquid transfer from fluid particles or moist particles to dryer ones including increase in volume. Depending on the moisture content of the particles in contact, the adequate interaction model (friction, liquid bridge or suspension) and its parameters are applied

Additiv gefertigter Carbonbeton mit mineralischer Tränkung der Garne

Mit der neuartigen Bauweise der additiven Fertigung wurden verschiedene Strukturen aus Carbonbeton hergestellt. Die in diesem Beitrag thematisierte Besonderheit ist die Verwendung von Carbonbewehrung mit mineralischer Tränkung, die es ermöglicht, den Verbund zur Betonmatrix zu verbessern und das volle Potential der digitalen Fertigung im Hinblick auf die geometrische Freiheit auszuschöpfen. Nach der Vorstellung des verwendeten 3D-Druckverfahrens und der Tränkung der Bewehrung wird auf die unterschiedlichen Möglichkeiten der Bewehrungsintegration eingegangen. Im Anschluss werden die Ergebnisse der mechanischen Untersuchungen an den mittels der bevorzugten Herstellungsweise gefertigten Prüfkörpern unter Einbeziehen von CT-Aufnahmen diskutiert. Die entwickelte Technologie hat das Potential, den Bauprozess effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten

Mechanical Behaviour under Tensile Loading of Textile Reinforced Concrete with Short Fibres

This treatise addresses the influence of the addition of short dispersed and integral fibres made of alkali-resistant glass on the fracture behaviour of textile-reinforced concrete (TRC). A series of uniaxial, deformation-controlled tension tests was performed to study the strength-, deformation-, and fracturebehaviour of thin, narrow plates made of TRC both with and without the addition of short fibres. Furthermore, uniaxial tension tests on specimens reinforced with only short fibres and single-fibre pullout tests were carried out to gain a better understanding of crack-bridging behaviour, which suppresses crack growth and widening. Various effects of the addition of short fibre on the stress-strain relationship and cracking behaviour of TRC were observed and discussed with reference to microscopic investigation of fractured surfaces

Ermüdungsverhalten von hochduktilem Kurzfaserbeton

Aufgrund seines hervorragenden Verhaltens gegenüber verschiedenen Beanspruchungen ist hochduktiler Beton (engl.: Strain-hardening cement-based composite, SHCC) ein vielversprechender Baustoff für eine Vielzahl an Anwendungen unter statischen, stoßartigen und zyklischen Belastungen. Für einen sicheren Materialeinsatz ist ein tieferes Verständnis des zyklischen Verhaltens erforderlich. Dazu wurden zyklische Belastungsversuche an hochfestem SHCC mit Polyethylen (PE)- Fasern unter Variation des Belastungsregimes durchgeführt. Anhand der Versuche und der morphologischen Analysen konnte gezeigt werden, dass PE-SHCC eine große Sensitivität gegenüber der Variation der mechanischen Einwirkung zeigt

Rissbildung in 3D-gedruckten Betonelementen infolge plastischen Schwindens: Ursachen und Quantifizierungsmethoden

Durch den Einsatz des 3D-Drucks mit Beton kann die Produktivität auf der Baustelle enorm gesteigert, der gesamte Bauablauf optimiert und zugleich geometrische Freiheit ohne zusätzliche Kosten realisiert werden. Jedoch bevor der Beton-3D-Druck eine breite Anwendung finden kann, müssen einige Fragen in Bezug auf die Dauerhaftigkeit sowie die Gebrauchsfähigkeit gedruckter Betonelemente erforscht werden. Im vorliegenden Aufsatz wird die Problematik der Verformungen und Rissbildung bei gedruckten Betonelementen infolge des plastischen Schwindens beleuchtet. Außerdem werden geeignete Messverfahren für die Quantifizierung von gehindertem sowie ungehindertem plastischem Schwinden von gedrucktem Beton vorgestellt