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Betone mit Zukunft

17.07.2017

Um die Grundlagen für die Betontechnologie der Zukunft zu schaffen und auch bei zukünftigen Betonzusammensetzungen Aussagen treffen zu können, untersucht das Team der Smart Minerals GmbH in mehreren Forschungsprojekten ausgewählte Betonsorten hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften bzw. der physikalischen und chemischen Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.

Probekörperlagerung in Klimakammer: Ausgewählte Betonsorten werden hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften bzw. ihrer physikalischen und chemischen Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen untersucht.

Beton ist der weltweit meistverwendete Baustoff und findet Anwendung in nahezu allen Infrastrukturbauwerken. Der künstliche Stein aus Gesteinskörnung, Bindemittel und Wasser weist eine sehr hohe Druckfestigkeit sowie gute Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen auf. Entscheidende Entwicklungen in der Betontechnologie der letzten Jahrzehnte haben durch Verwendung von modernen Zementen und Beigabe von Betonzusatzmitteln bzw. Zusatzstoffen einen „Hightech-Baustoff“ daraus gemacht, der zwar in seiner Grundkonzeption noch immer der gleiche ist, dessen Eigenschaften je nach Einsatzweck aber gezielt verändert bzw. gesteuert werden können.

Verbesserte Dimensionierungsgrundlagen

Ein in der Betontechnologie beforschter Teilaspekt ist die Überprüfung von Dimensionierungsgrundlagen. Werden Bauwerke in der Planungsphase statisch bemessen, sind normative Betonkennwerte zu verwenden, die für viele Betone nur mehr bedingt Gültigkeit haben. Beispielsweise werden seitens der statischen Planung meist nur normativ definierte Druckfestigkeitsklassen herangezogen, die den tatsächlichen Werten oft nicht entsprechen. Zusätzliche Angaben über Frühfestigkeitsentwicklung oder mechanische Eigenschaften abseits der einaxialen Druckfestigkeit fließen in diesem Projektstadium im Regelfall nicht ein bzw. liegen auch nicht vor. Hier setzt Smart Minerals mit ihren Erfahrungswerte als akkreditierte Prüfanstalt an. Die Untersuchungsrundlagen bilden einerseits standardisierte Materialtests wie die Ermittlung der Druckfestigkeit und des Elastizitätsmoduls, aber auch innovative Charakterisierungsmethoden wie die Bestimmung von bruchmechanischen Kennwerten. Als Resultat dieser Untersuchungen soll aufgezeigt werden, inwieweit sich tatsächliche Betoneigenschaften im Vergleich zu normativen vergebenen Werten auf die Dimensionierung von konkreten Infrastrukturbauwerken auswirken.

Hochmoderne Simulationsanlagen

Neben den statischen Nachweisen ist ein weiterer wesentlicher Aspekt die Beständigkeit von Bauwerken. Das momentane System der Betonherstellung beruht auf langjährigen und wichtigen Erfahrungswerten bezüglich des Langzeitverhaltens unterschiedlicher Betone bei Umwelteinwirkungen. Dies können beispielsweise Beanspruchungen durch Frost, teilweise in Kombination mit Taumitteln, chemischen Angriff sowie mechanischen Angriff sein. Darüber hinaus ist auch der Schutz der Bewehrung vor Korrosion durch eine ausreichende dichte Betonschichte mit hohem pH-Wert ein wesentlicher Aspekt. Derzeit definieren Erfahrungswerte normativ festgelegte Anforderungen an die Betonzusammensetzung, die evtl. bei neuen Konzepten der Betonherstellung nicht mehr so übertragbar sind. Um auch hier die nötige Datengrundlage über das Langzeitverhalten üblicher Betone bei unterschiedlichen Angriffsarten zu schaffen, werden mit hochmodernen Simulationsanlagen zur Nachstellung der Umweltbedingungen umfangreiche Versuche im Zeitraffer durchgeführt. Schon nach einem Forschungsjahr liegen umfangreiche Teilergebnisse vor, die wertvolle Aussagen über die zeitlich bedingten Veränderungen des Betons liefern.

Forschung für hohe Qualität und lange Lebensdauer

Die Ergebnisse dieser Forschungsvorhaben führen zu einem besseren Verständnis des tatsächlichen Verhaltens von Betonsorten in der Praxis. Sie bilden die Grundlage, um die Schadensmechanismen zukünftiger Betone schon jetzt besser verstehen und gezielt hohe Qualität im Sinne einer langen Lebensdauer in kommende Bauwerke einbauen zu können.

Autor/in:
Martin Peyerl

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