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Fulltext available Open Access
Title: Limiting concentrations for ultra high strength concrete in contact with aggressive solutions
Language: English
Authors: Schmidt-Döhl, Frank Michael  
Schmidt, Holger 
Franke, Lutz 
Deckelmann, Gernod 
Keywords: UHPC;Durability;Ammonium attack;acid attack;aggressive carbon dioxide
Issue Date: 2017
Source: 11th HPC Conference 2017, Tromsø, Norway, 6.-7.3.2017. - Paper no. 18
Abstract (german): Basierend auf der wissenschaftlichen Literatur und den Ergebnisssen des Schwerpunktprogramms "Nachhaltiges Bauen mit Ultra-Hochfestem Beton (UHPC)” der Deutsche Forschungsgemeinschaft entwickelt der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton eine Richtlinie für Ultra-Hochfesten Beton (UHFB). Ein Aspekt davon ist die Dauerhaftigkeit im Kontakt mit aggressiven Lösungen. Die Entwicklung dieser Richtlinie ist nicht abgeschlossen. Es können jedoch einige Ergebnisse präsentiert werden, die wahrscheinlich vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton akzeptiert werden. Auch wenn es weithin akzeptiert ist, das UHFB eine verbesserte Dauerhaftigkeit aufweist, sind quantitative Daten, die im Rahmen eines Konzeptes der äquivalenten Leistungsfähigkeit nach EN 206 verwendet werden können, sehr rar. Dies beginnt schon mit der einfachen Frage nach der akzeptablen Schädigungstiefe. Der Beitrag zeigt zeitabhängige Schädigungstiefen für verschiedene UHPC-Mischungen in Kontakt mit verschiedenen Säuren und Ammoniumnitratlösungen sowie weitere Informationen zum chemischen Angriff. Zusätzlich wird der Einfluss von instationären Randbedingungen, der Nachbehandlung und von Stahlfasern diskutiert. Zulässige Schädigungstiefen, ermittelt mit einem normalfesten Referenzmörtel, werden gezeigt. Die Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass UHFB in Kontakt mit aggressiven Lösungen bis zu folgenden Grenzkonzentrationen ohne zusätzlichen Schutz eingesetzt werden kann. Ammoniumlösungen: 1000 mg/l NH4+, stark dissoziierte Säuren: pH 3.5, Lösungen mit kalklösender Kohlensäure: bis zur Sättigung. Eine Vorbedingung dieser Grenzkonzentrationen ist, dass die hohe Festigkeit dieser Betone auf einem sehr niedrigen Wasserzementwert und einer Packungsdichteoptimierung beruht. Nach der Meinung der Autoren können die Grenzwerte für Sulfat- und Magnesiumlösungen zurzeit nicht erweitert werden, da nicht genügend Daten zu diesen Prozessen zur Verfügung stehen. In diesen Bereich ist zusätzliche Forschung notwendig.
Abstract (english): Based on the scientific literature and the results of the priority program “Sustainable Building with Ultra-High Performance Concrete” of the Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Science Foundation) the German Committee for Structural Concrete is developing a guideline for Ultra High Strength Concrete (UHSC). One aspect is the durability in contact with aggressive solutions. The development of the guideline is an ongoing process. But some results can be presented, that will probably be accepted by the committee. Although it is widely accepted that UHSC has an increased durability, quantitative data usable within a concept of equivalent performance according to EN 206 are very rare, beginning with the simple question of acceptable damage depths. The contribution presents time dependent damage depths of several UHPC mixtures in contact with different acids and ammonium nitrate solution and other information about chemical attack. In addition the influences of non-static boundary conditions, curing and steel fibres are discussed. Allowed damage depths, measured with a normal strength reference mortar are shown. The results lead to the suggestion that UHSC in contact with aggressive solutions can be used up to the following limiting concentrations without additional protection. Ammonium solutions: 1000 mg/l NH4+, strong dissociated acids: pH 3.5, solutions with aggressive carbon dioxide: until saturation. A prerequisite of this limiting concentrations is that the high strength of the concrete is based on a very low water-cement-ratio and a particle packing optimization. To our opinion the limiting values for sulphate and magnesium solutions can not expanded at the moment, because the data base is too small. Additional research is needed in these cases.
Conference: 11th HPC Conference 2017, Tromsø, Norway 
URI: http://hdl.handle.net/11420/7141
DOI: 10.15480/882.2874
Institute: Baustoffe, Bauphysik und Bauchemie B-3 
Type: InProceedings (Aufsatz / Paper einer Konferenz etc.)
License: In Copyright In Copyright
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