Archiv für Juni 2009
Grundlagen und Anwendungen von Glasfaserbeton und textilbewehrtem Beton
Fachtext von:
Dr. Ulrich Pachow
Durapact Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH
Ein Schritt, Betonbauteile noch dünner, schlanker, leichter, beständiger und ästhetischer konstruieren zu können, besteht in der Entwicklung des Glasfaserbetons.
Hochfeste, alkaliwiderstandsfähige AR-Glasfasern werden dem Beton, einer zementgebundenen Matrix mit Gesteinskörnung bis 2 mm als Bewehrung beigegeben. Homogen in der Matrix verteilt verhindern die Fasern schädliche Risse, sind bei entsprechender Dosierung statisch wirksam und nehmen schon bei relativ geringen Zugabemengen höchste Zugkräfte auf.
Die Schlankheit der Bauelemente ist möglich, weil Glasfasern nicht wie Stahl korrodieren und eine in Stahlbeton sehr exakt einzuhaltende Überdeckung der Bewehrung nicht erforderlich ist.
Technische Textilien: AR-Glasfaserprodukte
Glasfaserbeton ist ein Verbundwerkstoff aus einer speziell zusammengesetzten Feinbetonmatrix und zementverträglichen AR-Glasfasem.
Beton weist bekanntlich eine sehr hohe Druckfestigkeit auf, AR-Glasfasern hingegen verfügen über hohe Zugfestigkeiten, vergleichbar mit Werten im Bereich von Stahl.
Im Verbund dieser beiden Stoffe entsteht ein Werkstoff, der die jeweiligen positiven Eigenschaften der Einzelkomponenten zu einem gewünschten Ergebnis vereint.
Durch Variation und Dosierung des Zementes kann u. a. die Druckfestigkeit und durch die Zugabemenge der Fasern die Biegezug- und Schlagfestigkeit gezielt gesteuert werden.
Seit Mitte der 80er-Jahre sind Produkte auf dem Markt, die nicht nur mit Kurzfasern bewehrt sind, Armierungsmatten und ungeschnittene Rovings aus AR-Glas ergänzen oder übernehmen die gesamte Bewehrung.
Zusätzlich kamen textile Flächenprodukte wie Gittergewebe, Gelege und Gewirke dazu. Seitdem taucht neben Glasfaserbeton (GFB) auch der Begriff „Textilbewehrter Beton“ (TBB) oder „Textilbeton“ auf. Die Bezeichnung „Glasfaserbeton“ (GFB) ist umfassender, da die bisher eingesetzten textilen Flächenprodukte aus AR-Glasfasern hergestellt sind und außerdem technische Textilien in der Regel in Verbindung mit Kurzfasern eingesetzt werden.
ZEMENTGEBUNDENE MATRIX
Mindestens 95 % Gewichtsanteile des Verbundwerkstoffes entfallen auf die zementgebundene Matrix.
Sie verleiht dem Produkt eine hohe Druckfestigkeit und gewährleistet außerdem einen hohen Nutzungsgrad der Faserbewehrung, indem sie durch einen kraftschlüssigen Verbund mit den AR-Glasfasern auftretende Zugkräfte an diese weiterleitet und im Verbund abbaut.
Die wesentlichen Komponenten einer Matrix für GFB/TBB sind: Bindemittel, Zuschlag (Größtkorn 2 mm mit stetiger Sieblinie), Zusatzmittel (Luftporenbildner, Verflüssiger), Wasser (w/z-Wert zwischen 0,35 und 0,50). Das Mischungsverhältnis Bindemittel : Zuschlag reicht von 1:0,3 bis 1:2 je nach Produkt und Herstellverfahren.
Ein erhöhter Zuschlaganteil wirkt sich positiv auf die Wasseraufnahme, das Schwindverhalten und letztlich auch auf die Materialkosten aus. Andererseits erschwert ein erhöhter Zuschlaganteil das Einarbeiten der Fasern. Durch Verwendung von Zuschlag mit einem geeigneten Kornaufbau und der Zugabe von Fließmitteln kann die Verarbeitbarkeit optimiert werden. Als besonders wirksam haben sich Verflüssiger der neuen Generation aus Polycarboxilat erwiesen.
Fassade aus Glasfaserbeton in Mettmann
Der w/z-Wert liegt je nach Herstellverfahren und Anwendung zwischen 0,35 bis 0,5, sollte aber, um das Schwinden einzugrenzen, möglichst gering gehalten werden — üblich sind w/z- Werte von 0.4.
Glasfaserbeton wird i. d. R. zur Herstellung filigraner Bauteile mit Wandstärken zwischen 5 mm und 30 mm verwendet. Sie weisen eine im Vergleich zum Volumen große Oberfläche auf, über die bereits direkt nach der Herstellung Wasser verdunsten kann, das für den Erhärtungsprozess notwendig ist. Der daraus resultierende Festigkeitsverlust muss durch eine sorgfältige Nachbehandlung vermieden werden.
Mehr Informationen zu Glasfaserbeton und textilbewehrtem Beton finden Sie auf der Website der Durapact Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH
Quelle: Thema des Monats Juli 2009: Glasfaserbeton (externer Link)
Faserbeton (Fachvereinigung Faserbeton e.V.)
von: Fachvereinigung Faserbeton e. V.
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden praktisch alle Betone, die Fasern enthalten, als Faserbeton, früher auch Faserzement, bezeichnet. Terminologisch richtig sind unter Faserbetonen (FB) jene Betone zu verstehen, bei denen die Fasern eine statische Funktion übernehmen, während Betone mit Fasern als Betonzusatzstoff ohne statische Funktion die Gruppe der fasermodifizierten Betone (FMB) bilden. Während die fasermodifizierten Betone aus der Bautradition entstanden sind, wurden die heute verwendeten Faserbetone gezielt auf der Grundlage des Verständnisses zur Funktionsweise von Verbundwerkstoffen entwickelt. Sie gehören zwischenzeitlich zu den Hightech-Werkstoffen im Bauwesen.
Je nach Art und Menge werden durch die Zugabe von Fasern bestimmte Betoncharakteristika in speziellen Phasen der Betonerhärtung oder im erhärteten Beton beeinflusst. Die jeweils erzielbaren Eigenschaften des Verbundwerkstoffes hängen im wesentlichen von folgenden Parametern ab:
* dem Faserwerkstoff als solches und seiner Dauerhaftigkeit
* den mechanischen und geometrischen Eigenschaften der Faser
* dem Fasergehalt, insbesondere der Anzahl der Einzelfasern
* der Faserorientierung (1, 2 oder 3D Anordnung und Verteilung der Fasern)
* dem Verbund zwischen Beton und Fasern
Um in der erhärteten Matrix eine statische Funktion im Sinne einer Bewehrung zu erreichen, müssen Festigkeit und E-Modul der Fasern stets über derjenigen der Matrix liegen. Zudem müssen die Fasern in einer Quantität vorliegen, die analog zum Stahlbeton einer Mindestbewehrung entspricht. Die Duktilität des Verbundwerkstoffes als solches wird nicht in erster Linie durch die Duktilität der Bewehrungsfasern erreicht, da die Faserlänge hierfür in der Regel zu klein ist. Ausschlaggebend ist das Verhältnis von Zugfestigkeit und Verbundverhalten der Faser. Ziel ist es, einen planmäßigen Faserauszug aus der Matrix bei einer entsprechenden Zugkraft pro Faser zu erreichen. Insbesondere bei Glasfaserbeton wird dadurch mit zwei an sich spröden Werkstoffen, Beton und Glas, ein duktiler Werkstoff erzeugt.
Glasfasern, Glasfaserbeton und glasfasermodifizierte Betone werden praktisch im gesamten Bereich des Hochbaus eingesetzt. Schwerpunkte bilden der Fassadenbau sowie der Beton- und Mauerwerksbau. Weitere Anwendungsgebiete sind der Industriebodenbau und die Altbausanierung.
Über die Fachvereinigung Faserbeton e.V.
Der Verband wurde vor rd. 25 Jahren in Heidelberg gegründet. In der FVF haben sich Glasfaserbetonhersteller aus Deutschland, den Niederlanden, Österreich, Spanien, Frankreich und der Schweiz zusammen geschlossen. Auch die Hersteller von alkaliresistenten Glasfasern (AR-Glasfasern) sowie Anlagenhersteller für Glasfaserbeton (GFB) unterstützen die FVF aktiv mit ihrer Mitgliedschaft. Darüber hianus arbeiten Einzelpersönlichkeiten aus den Bereichen Forschung, Entwicklung und Consulting als außerordentliche oder beratende Mitglieder mit. Durch die große geographische und fachliche Vielfalt ihrer Mitglieder besitzt die Fachvereinigung Faserbeton eine anerkannte Kompetenz in allen Fragen des Glasfaserbetons und seiner Anwendung.
„Merkblatt Glasfasermodifizierter Beton (FMB) – Herstellung, Verarbeitung, Frischbetonprüfung“
Hrsg. Fachvereinigung Faserbeton e.V.
Eigenverlag 2000
Das Merkblatt wendet sich speziell an die potentiellen Anwender von glasfasermodifiziertem Beton. Es enthält in Kurzform die wichtigsten Regeln, die bei der Herstellung von glasfasermodifiziertem Beton zu beachten sind.
Zorn, H.; Alkaliresistente Glasfasern – Von der Herstellung bis zur Anwendung; In: Curbach, M. (Edt): Textile Reinforced Structures. Proceedings of the 2nd Colloquium on Textile Reinforced Structures (CTRS2). Dresden: Sonderforschungsbereich 528; Technische Universität Dresden 2003, S. 1-14
Engberts, E.; Grossformatige Fassadenelemente aus textilbewehrtem Beton; In: Josef Hegger, Wolfgang Brameshuber and Norbert Will (Edt): Textile Reinforced Concrete. Proceedings of the 1st International RILEM Conference held at the RWTH Aachen University and organized by the RILEM Technical Commitee 201-TRC and the Institute of Structural Concrete and Building Material Research Aachen, Germany. September 6/7, 2006.
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Textilbewehrter Beton
Fachtext zu: TEXTILBETON von INNtex Innovation Netzwerk Textil e. V.
Textil statt Stahl
„Textilbewehrter Beton“ ist ein neuer Baustoff mit großem Potenzial und vielfältigen Einsatzgebieten.
Beton ist einer der ältesten Baustoffe. Schon die Römer erkannten vor mehr als 2000 Jahren die Halt- und Formbarkeit des Betons. Als vor circa 150 Jahren die Bewehrung durch Stahl entdeckt wurde, um ihn druck- und zugfester zu machen, begann sein Siegeszug rund um den Globus. Seitdem ist Stahlbeton der weltweit dominierende Massenbaustoff.
Beton zeichnet sich durch eine sehr hohe Druckfestigkeit aus, dem aber nur eine geringe Zugfestigkeit gegenüber steht. Betonbauteile mit Zug- und Biegebeanspruchungen werden daher mit Stahl bewehrt, der sich durch eine höhere Druck- und Zugfestigkeit auszeichnet. Damit der Stahl im Beton geschützt bleibt und nicht korrodiert, ist eine Betonüberdeckung von mehreren Zentimetern notwendig.
Betonbauteile mit Stahl als Bewehrungsmaterial sind dadurch entsprechend massiv und schwer. Eine Alternative zum Stahl und eine Gewichts- und Volumenreduzierung ist möglich, wenn als Bewehrungsmaterial korrosionsunempfindliche, textile Strukturen aus Hochleistungsfasern eingesetzt werden. Sie ermöglichen filigrane und dünnwandige Querschnitte schon ab einem Zentimeter, die sich dennoch durch sehr hohe Tragfähigkeiten auszeichnen.
Dieser neuartige Verbundbaustoff aus Glasfasern wird als »Textilbewehrter Beton« bezeichnet. »Textilbewehrter Beton« stellt eine leistungsstarke Technologieerneuerung im Bauwesen da. Durch seine Eigenschaften – dünnwandiger Aufbau, Korrosionsfreiheit der Bauteile, präzise Formbarkeit und exakte Oberflächengestaltung – sind neue Einsatzmöglichkeiten verbunden. Effektivere Methoden bei der Sanierung und Instandsetzung von Gebäuden aller Art sind möglich. Das geringere Gewicht und Volumen spart Material im Neubaubereich und reduziert Transportkosten. Die nahezu ungehinderte Formbarkeit dieses Baustoffs wird Architekten und Designer inspirieren, ihn für frei geformte Fassaden, Möbel und Stadtmöbel zu verwenden.
1991 begannen am Sächsischen Textilforschungsinstitut (stfi) erste Untersuchungen zum Einsatz textiler Strukturen als Bewehrung im Beton. Ab 1993 führten die Institute für Textil- und Bekleidungstechnik und Massivbau der Technischen Universität Dresden grundlegende Forschungen durch. 1999 wurde der Sonderforschungsbereich »Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung« von der Deutschen Forschungsgemeinschaft installiert. Diese Forschungsergebnisse zum »Textilbewehrten Beton« sollen jetzt in möglichst viele Anwendungsfelder umgesetzt werden.
Dazu diente als Auftakt das Innovationsforum »Textilbewehrter Beton – ein neuer Verbundbaustoff« im März 2008, das vom INNtex Innovation Netzwerk Textil e. V. koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde. Ziel war es, Bau- und Textilunternehmen zusammenzubringen. Aber auch weitere Branchen sollten hinzugezogen werden, wie die Möbelindustrie, der Garten- und Landschaftsbau bis hin zur Fahrzeugindustrie. Dort gibt es ebenfalls Perspektiven für den neuen Baustoff.
Gemäß der Ziele zum Innovationsforum “Textilbewehrter Beton“ bilden seit dem Frühjahr 2009 Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus der gesamten bauwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erstmals einen Netzwerkverbund zur marktwirksamen Umsetzung von Innovationen für den vielfältigen Einsatz faser- und textilbewehrter Betone.
Schwerpunkte unter Regie des Innovation Netzwerk Textil e. V. sind:
- Initiieren und Umsetzen von Projekten zur Produkt- und Technologieentwicklung
- Aufbau geschlossener Prozessketten zur Schaffung nachhaltiger Wettbewerbsvorteile für die Netzwerkpartner
Mit der Erfindung und Entwicklung des »Textilbewehrten Betons« knüpfen die sächsischen Forscher an die Traditionen des Textillandes Sachsen an. Die sächsische Textil- und Bekleidungsindustrie verfügt seit je her über ein starkes Potenzial und große Innovationskraft. Dazu kommen zahlreiche Bauunternehmen, die Beton verarbeiten bzw. Betonfertigteile herstellen. Zusammen mit den Forschungsinstituten gelang der Vorsprung bei der Entwicklung dieses innovativen Baustoffs.
Beispiele für den Einsatz von »Textilbewehrtem Beton « gibt es bereits. Im sächsischen Oschatz wurde 2006 eine Fußgängerbrücke über die Döllnitz auf dem Gelände der Landesgartenschau errichtet, deren Betonbauteile ausschließlich mit Textilfasern verstärkt sind und damit eine Weltneuheit war. Die einzelnen Bauteile sind nur drei Zentimeter dick. Dadurch wirkt die Brücke filigran und wiegt nur circa ein Fünftel von dem, was eine vergleichbare Stahlbetonbrücke mit 25 Tonnen Gewicht wiegen würde. Die Brückenkonstruktion und -errichtung erfolgte in Zusammenarbeit der TU Dresden mit dem Betonwerk Oschatz.
Ein zweites Brückenprojekt mit »Textilbewehrtem Beton« konnte das Betonwerk Oschatz zusammen mit den Bauingenieuren der TU Dresden in Kempten im Allgäu verwirklichen. Die dortige Brücke über die Innere Rottach, seit Oktober 2007 für Fußgänger und Radfahrer frei gegeben, ist mit 16 Metern doppelt so lang wie das Erstlingswerk in Oschatz und wiegt mit 12,5 Tonnen nur ein Drittel von dem, was eine Stahlbetonbrücke in herkömmlicher Bauweise wiegen würde. Die Brücke setzt sich aus 18 Segmenten zusammen, die im Oschatzer Betonwerk vorgefertigt und mit Spezialtransportern nach Kempten gebracht wurden. Auch der Architekt Martin Kleppe verwendet bei seiner Arbeit bereits »Textilbewehrten Beton«. Neben Skulpturen gestaltet er Möbel – beispielsweise Tische und Lampen – und schätzt neben der freien Formbarkeit und der filigranen Erscheinung die extreme Stabilität seiner Werke.
Die Koordinierung des Praxistransfers »Textilbewehrter Beton – ein neuer Verbundbaustoff« erfolgt durch den INNtex Innovation Netzwerk Textil e. V. Der Verein wurde im Jahr 2000 von Unternehmen der sächsischen Textilindustrie gegründet, um die Zukunftssicherung der sächsischen Textilbranche aktiv voranzutreiben und den Vorsprung in der Zukunftsindustrie Textil zu sichern.
Kontakt:
INNtex Innovation Netzwerk Textil e. V.
Dietmar Kramer, Netzwerkmanager
Annaberger Straße 240
09125 Chemnitz
Telefon +49 (0) 351. 261 02 80
Funk +49 (0) 172. 947 12 66
E-Mail info@inntex.de
www.textil-beton.de
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weiterführende Fachtexte:
Erfahrungen mit der Ausführung von Bauteilen mit textiler Bewehrung
Bebilderte Dokumentation von Anwendungsbeispielen. [9 Seiten, 780 kB, PDF]
Hrsg.: Thomas Friedrich, Novacret AG, Nov. 2001
Hochleistungstextilien für die Bauindustrie
Informationen über Verstärkungstextilien, speziell zu Multiaxialgelegen, zu deren Herstellung und Typeneinteilung sowie zu ihrem Einsatz im Bereich Beton und Estrich. Aus: BWI-BetonWerk International, Heft 2/2002. [8 Seiten, 650 kB, PDF]
Hrsg.: Thomas Bischoff, Seartex Wagener GmbH & Co.KG; Thomas Friedrich, Novacret AG
Textilbewehrter Beton – ein neuer Verbundbaustoff
Informationen zu textilen Bewehrungen mittels Fasern aus alkaliresistentem Glas, Carbon oder dehnungsarmem Polypropylen. Gibt einen Einblick in die Eigenschaften und potentiellen Anwendungsmöglichkeiten (Hohlbalken, Verstärkung von Stahlbetonmasten oder -platten, Kanubau). [7 Seiten, 1,7 MB, PDF]
Hrsg.: Rainer Hempel, TU Dresden, Januar 2002
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Bauingenieurstudenten bewerten ihr Studium
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Foto links: Bauingenieurstudenten bei Projektarbeiten; Foto: Hochschule Zittau/Görlitz
Foto rechts: Die Studenten mit ihrem Betonboot; Foto: Hochschule Zittau/Görlitz
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Die Aussichten auf dem Arbeitsmarkt als praxisorientierter Bauingenieur sind in diesen Zeiten mehr als positiv zu betrachten. Die Gründe, an der Hochschule Zittau/Görlitz zu studieren, sind nach unseren Erfahrungen, die wir acht Semester lang gesammelt haben, zahlreich. Diese Erfahrungen möchten wir zukünftigen Studierenden mitteilen.
DER FACHBEREICH BAUWESEN
Der Fachbereich Bauwesen hat auf dem Zittauer Campus eine zentrale Lage. Dieser wurde die letzten Jahre durch moderne Neubauten erweitert. Auf die Anforderungen, die an einen Student des Bauingenieurwesens im Laufe des Studiums gestellt werden, kann durch die Hilfsmittel, die durch die moderne
Ausstattung des Fachbereichs zur
Verfügung gestellt werden, optimal reagiert werden.
Die Übersichtlichkeit des Fachbereiches ermöglicht es, mit Studenten anderer Studiengänge hilfreiche Kontakte zu knüpfen und fachübergreifend Wissen und Erfahrungen auszutauschen.
DER STUDIENABLAUF
Das Lehrangebot ist so ausgelegt, dass der Bezug zwischen Theorie und Praxis stets gewahrt wird. Nach drei Semestern Grundlagenausbildung folgen zwei Semester fachspezifisches Studium. Im sechsten Semester ist ein Praxissemester vorgesehen, welches in Baubetrieben oder Ingenieurbüros abzuleisten ist. Nach eigenen Erfahrungen war dieses Semester bezüglich der Arbeitsweise eines Ingenieurs in der Praxis sehr aufschlussreich. Viele der Studenten nutzten die Gelegenheit, ihren Arbeitgeber durch die erbrachten Leistungen zu überzeugen und somit den Weg in ein zukünftiges Arbeitsverhältnis zu ebnen.
Das siebente Semester dient der Vertiefung einer selbst gewählten Fachrichtung.
Im achten Semester erfolgt der Abschluss des Studiums durch die Anfertigung der Diplomarbeit. In Vorbereitung darauf ist im Rahmen eines Wahlpflichtprojektes, in dem ein komplexes Projekt bearbeitet wird, den Studenten die Möglichkeit gegeben, sich ein letztes Mal in dem Verfassen einer wissenschaftlichen Arbeit zu üben. Nach eigenen Erfahrungen bietet diese Projektarbeit durch intensive Zusammenarbeit der Studenten eine Anwendung und Festigung des bis dahin gelehrten Wissens.
Weiterhin nutzen die Studenten Möglichkeiten, sich außerhalb obligatorischer Aufgaben an studentischen Wettbewerben (z. B. Betonbootregatta) zu beteiligen.
DIE PROFESSOREN
Der Kontakt zu den lehrenden Professoren ist im Gegensatz zu großen Universitäten sehr intensiv. Es ist jederzeit möglich, Konsultationen durchzuführen, um studientechnische Angelegenheiten zu klären. Darüber hinaus sind auch Möglichkeiten gegeben, sich außerhalb des Studiums bei gemeinsamen Grillabenden in lockerer Atmosphäre zu unterhalten.
Über das Jahr verteilt finden regelmäßig Veranstaltungen des Fachbereichs durch den Fachschaftsrat statt.
STUDIENORT
Die Möglichkeiten, die einem Studenten am Hochschulstandort Zittau geboten werden, stehen denen an anderen Hochschulen in nichts nach. Studentenklubs, die vielfältigen Angebote des Hochschulsportzentrums,die zahlreichen kulturellen Einrichtungen, aber auch die wunderschöne und vielgestaltige Umgebung bieten für jedes Interesse etwas.
Diese Einschätzung der Studierenden über den Fachbereich Bauwesen der Hochschule Zittau/Görlitz kann in der Form bestehen, da einige der Mitstudenten bereits Erfahrungen an anderen Hochschuleinrichtungen gesammelt haben.
Weitere Informationen zum Studiengang:
Prof. Dr.-Ing. Matthias Fichna
Tel.: 03583 / 61 16 37
Email: m.fichna@hs-zigr.de
Weitere Informationen:
http://www.hs-zigr.de
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Müde Metalle: Lebensdaueranalysen zyklisch beanspruchter Stahltragwerke
RUBIN SFB 398: Ultrakurzzeitermüdung berechnen
Wenn man eine Büroklammer an immer derselben Stelle hin- und zurückbiegt, dauert es nicht lange, bis sie an dieser Stelle zerbricht.
Ähnliche Ermüdungserscheinungen durch wiederkehrende Belastungen zeigen auch größere Metallbauteile, teils mit katastrophalen Folgen: Ermüdung war zum Beispiel der Grund für das ICE-Unglück in Enschede.
Besonders tückisch ist, dass das Versagen scheinbar aus heiterem Himmel kommt: Eine Schädigung ist nicht erkennbar. Ingenieure des Sonderforschungsbereichs 398 „Lebendauerorientierte Entwurfskonzepte“ entwickeln daher Simulationsprogramme, die die Lebensdauer von Metallbauteilen errechnen können. Sie berichten in der aktuellen Sonderausgabe von RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum.
Tückisch: Versagen aus heiterem Himmel
Besonders tückisch ist die Ultrakurzzeitermüdung, die erst seit den 1990er Jahren Gegenstand der Forschung ist. Dabei versagt ein Stahltragwerk ohne Vorwarnung schon nach weniger als 100 zyklisch auftretenden Belastungsspitzen. Grund dafür sind Veränderungen der Mikrostruktur des Materials, meist in lokal hoch beanspruchten Zonen. Vorhersagemethoden gab es viele – doch stimmten sie häufig nicht mit der Realität überein. Fortschritte in der Entwicklung numerischer Lösungsansätze und wirklichkeitsnaher Werkstoffmodelle ermöglichten es nun, ein mikrostrukturell motiviertes Simulationskonzept zu entwickeln.
Gefahren vorher berechnen und gegensteuern
Das am Lehrstuhl für Statik und Dynamik der Ruhr-Universität (Prof. Dr. Günther Meschke) entwickelte Konzept wurde in drei Phasen erarbeitet: Die Ingenieure bestimmten zuerst die werkstoffspezifischen Eigenschaften der einschlägigen Materialien. Dabei mussten sie von einer gewissen Elastizität ausgehen, sowie von Mikroporen, die von vornherein in Stahlbauteile eingeschlossen sind und natürliche Schwachpunkte bilden, von denen ausgehend sich Schädigungen ausbreiten können. Diese Eigenschaften überprüften sie dann im Experiment mit genormten Probekörpern, die sie standardisierten zyklischen Belastungen aussetzten. Ergebnis: Die Berechnungen stimmen gut mit dem wirklichen Materialverhalten überein. Zum Schluss ermittelten die Forscher mit der Finite Elemente Methode dann die Lebensdauer des untersuchten Stahltragwerks. Als ein Beispiel wählten sie den Ethylentank eines Wilhelmshavener Unternehmens, den sie virtuell den Bedingungen des realen El Centro Erdbebens vom 18. Mai 1940 in Kalifornien aussetzten. Fazit: Der Tank hätte die Erschütterungen unbeschadet überstanden. Auf diese Weise könnte man künftig schon im Planungsstadium ermitteln, ob die Gefahr einer Ultrakurzzeitermüdung besteht, und gegebenenfalls die Konstruktionspläne anpassen
Weitere Informationen
Prof. Dr. techn. Günther Meschke, Lehrstuhl für Statik und Dynamik, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-29051 Guenther.Meschke@rub.de
Redaktion: Meike Drießen
Dr. Josef König | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.rub.de/rubin
www.ruhr-uni-bochum.de/
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Kältetherapie für harte Brocken
Fachtext zur Betonkühlung von: Messer Group GmbH
Wird Beton zu warm, lässt er sich schwer verarbeiten. Um das zu vermeiden, können Beton oder Zuschlagstoffe mit tiefkalten Gasen gekühlt werden. Messer liefert der Bauindustrie das erforderliche Equipment und Know-how.
Beton ist weltweit die unangefochtene Nummer eins unter den Baustoffen. Im vergangenen Jahr wurden laut Verein Deutscher Zementwerke (VDZ) allein hierzulande 27 Millionen Tonnen Zement zu rund 90 Millionen Kubikmetern Beton verarbeitet. Mit dieser Menge ließe sich der Kölner Dom rund zweihundertfünfundzwanzigmal ausgießen. Beton ist tragfähig, flexibel zu verarbeiten, quasi zeitlos stabil und in den unterschiedlichsten Ausführungen erhältlich.
Durch Modifikation der Rezeptur lässt sich Beton konfektionieren und vielseitig im Tief-, Hoch- und Straßenbau einsetzen. Ob es darum geht, eine Etagendecke oder eine Tunnelwand zu gießen, die tragenden Teile einer Markthalle in Fertigbauweise zu produzieren oder wasserdichte Rohrelemente für die öffentliche Kanalisation zu fertigen: Beton lässt sich in jede Form bringen und, in Verbindung mit einer adäquaten Bewehrung wie Stahl, zu stabilen Fundamenten, Staudämmen oder Brückenpfeilern verarbeiten. Vorausgesetzt, alle Verarbeitungsschritte verlaufen fehlerfrei.
Verarbeiten lässt sich Beton ohne Qualitätseinbußen zwischen 5°C und 25°C. Liegt die Temperatur des Frischbetons außerhalb dieses Bereichs, kann die Betonqualität leiden. Um diesen Sachverhalt, der unmittelbar mit der Zementchemie zusammenhängt, einmal zu verdeutlichen, ein Blick auf die Details: Beton besteht im Wesentlichen aus drei Zutaten: 1. einer Gesteinskörnung wie Sand, Kies, Schotter oder Splitt, 2. Wasser und 3. Zement. Zement ist eine bei 1.450 °C gebrannte Mischung von Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz, die nach dem Brennvorgang vermahlen wurde. Im trockenen Zustand zeigt das graue Zementpulver keinerlei Reaktion. Mit Wasser aber bildet es eine Art Leim, der nach und nach aushärtet beziehungsweise abbindet, wie der Baufachmann sagt.
Das rechte Temperaturmaß
Das Abbinden von Zement erfolgt im Verlauf einer chemischen Reaktion mit Wasser (Hydratation) unter Freisetzung von Wärme (Hydratationsenergie). Dabei bilden die Inhaltsstoffe des Zements hauptsächlich stabile, nadelförmige Kristalle, die mit der Zeit wachsen und sich miteinander verzahnen. Sand, Kies und auch der Bewehrungsstahl, also alle Ausgangsstoffe, deren Aufgabe es ist, Lebensdauer und Stabilität des Betons zu erhöhen, werden fest miteinander verbunden.
Damit die Hydratation mit zufriedenstellenden Resultaten verläuft, müssen Rahmenbedingungen eingehalten werden, etwa die Mindesttemperatur von 5 °C bei der Verarbeitung des Frischbetons; darunter bindet der Zement nicht oder nur teilweise ab. Damit vor allem im Winter gewährleistet ist, dass der Baustoff erhärtet, lassen sich die Zuschlagstoffe vorwärmen oder wärmeisolierende Schalungen einsetzen.
Während der temperierende Effekt der Hydratation im Winter willkommen ist, kann er in der warmen Sommerzeit Probleme bereiten. Bei hohen Temperaturen nämlich, etwa ab 30 °C, verlieren die Betonzusatzmittel ihre verflüssigende Wirkung und damit der Frischbeton zunehmend seine Fließfähigkeit und leichte Verarbeitbarkeit. Darüber hinaus spielt die Hydratationswärmeentwicklung vor allem auch bei massigen Mauteilen eine Rolle. Infolge der Wärmeausdehnung von Beton können Spannungen auftreten, die zu Rissen führen, die bis tief in den Betonkern hineinreichen. Durch diese Risse können Luft und Feuchtigkeit eindringen und den Beton sowie die eingeschlossene Bewehrung angreifen.
Anforderungsprofil definiert das Kühlverfahren
Um die Temperatur des Frischbetons im Sommer auf einen für seine Verarbeitung optimalen Wert zwischen 5 °C und 25 °C einzustellen, bietet Messer effiziente Lösungen auf Basis tiefkalter Gase, namentlich flüssigen Stickstoff (LN2) oder flüssiges Kohlendioxid (LCO2). Die Experten des Unternehmens haben in zahlreichen Versuchsreihen unterschiedliche Verfahren zur Kühlung des Betons beziehungsweise der Zuschlagstoffe untersucht, die sich heute in der Praxis bewähren:
Um kleine bis mittlere Mengen Beton um wenige Grade zu kühlen, wird zum Beispiel LN2 über Lanzen im Fahrmischer in den Baustoff eingetragen. Der Prozess wird als Lanzenkühlung bezeichnet. Das geht schnell und kann unmittelbar an der Baustelle erfolgen.
Als besonders effizient erweist es sich allerdings, den Zement zu kühlen (Cryoment-Verfahren), insbesondere bei hohen Außentemperaturen. Zwei Wege sind dabei gangbar: Zum einen lässt sich der Zement unmittelbar beim Einlagern im örtlichen Silo auf die gewünschte Temperatur bringen (Cryoment-Flow-Verfahren). Zum anderen besteht die Möglichkeit, Zement just in time, also unmittelbar vor der Verarbeitung, abzukühlen. Vorteil: Kalter Zement muss nicht bevorratet werden, Kälteverluste lassen sich sicher reduzieren.
Welches Verfahren prädestiniert ist und zum Einsatz kommt, hängt nicht zuletzt ab von der Menge des zu kühlenden Betons, dem Kühlzeitraum und der Abkühlrate. Die erforderliche Feinjustierung wird im Gespräch zwischen Messer-Experten und -Kunden abgestimmt.
Messer Group GmbH
Gahlingspfad 31
47803 Krefeld
Messer zählt zu den führenden Industriegaseunternehmen und ist in 30 Ländern in Europa und Asien und in Peru mit mehr als 60 operativen Gesellschaften aktiv. Die internationalen Aktivitäten werden aus dem Raum Frankfurt am Main gelenkt, die Steuerung der technischen Zentralfunktionen Logistik, Engineering und Produktion sowie Anwendungstechnik erfolgt aus Krefeld. Etwa 4700 Mitarbeiter erwirtschafteten im Jahr 2008 einen konsolidierten Umsatz von 795 Mio. Euro.
Von Acetylen bis Xenon bietet die Messer Gruppe ein Produktportfolio, das als eines der größten im Markt gilt – das Unternehmen produziert Industriegase wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid, Wasserstoff, Helium, Schweißschutzgase, Spezialgase, medizinische Gase und viele verschiedene Gasgemische.
In modernsten Kompetenzzentren für Forschung und Entwicklung entwickelt die Messer Gruppe Anwendungstechnologien für den Einsatz von Gasen in fast allen Industriebranchen, in der Lebensmitteltechnik, Medizin sowie Forschung und Wissenschaft.
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Holz-Anhydrit-Verbund: Bestnoten in Sachen Nachhaltigkeit und Bauphysik
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Holz-Anhydrit-Verbund: Bestnoten in Sachen Nachhaltigkeit und Bauphysik
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| Dr. Torsten Gabriel, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. 18.06.2009
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Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert.
Bisher gebräuchliche hybride Verbundelemente aus Holz und Beton werden vor allem dort verbaut, wo erhöhte Anforderungen bei Statik, Schwingungsverhalten und Spannweiten bestehen, z.B. bei mehrgeschossigen Häusern, Schulen und Kindergärten oder Brücken. Solche Kombinationen vereinen die Vorteile zweier Welten. Für das Holz sprechen bei derartigen massiven Bauteilen:
o günstiger, nachwachsender Rohstoff in hoher Verfügbarkeit,
o hohe Zugfestigkeit,
o Nachhaltigkeit (geringe CO2-Emissionen bei der Herstellung, CO2-Einlagerung während der Nutzung und CO2-neutrale energetische Entsorgung)
o angenehme Oberflächentemperatur
o gute Wärmedämmwirkung
o hohe Speicherfähigkeit von Wärme und Luftfeuchtigkeit sowie daraus resultierend guter sommerlicher Wärmeschutz und ein angenehmes, gesundes Raumklima
o geringes Gewicht
o Ästhetik
Für den Beton spricht:
o hohe Druckfestigkeit
o guter Brandschutz
o guter Schallschutz
Nachteilig für solche Holz-Beton-Verbundbauteile wirkt sich jedoch der extrem hohe Energieaufwand für die Betonherstellung aus. Auch für die bei Niedrigenergie- oder Passivhausbauweisen so wichtige Wärme- und Luftfeuchtespeicherung sowie hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit eignet sich Beton aus bauphysikalischer Sicht nur eingeschränkt. Die Forscher der Bauhaus Uni Weimar suchten deshalb nach Alternativen und wurden mit Anhydrit fündig. Anhydrit, chemisch Kalziumsulfat, ist ein in der Natur vorkommendes Mineral, das ohne großen Energieaufwand zu Anhydrit-Estrich verarbeitet wird und in dieser Form bereits häufig als Estrichbelag im Wohnungsbau zum Einsatz kommt. Als statisch tragende Schicht einer Holzdeckenkonstruktion wird es bislang jedoch nicht verwendet. Gegenüber Beton hat Anhydrit deutliche ökologische und ökonomische Vorteile, vor allem zeichnet es sich jedoch durch seine hohe Pufferkapazität für die kurzeitige Speicherung raumklimatisch nicht erwünschter Luftfeuchte- und Lufttemperatur¬schwankungen aus. Hieraus resultiert sein positiver Effekt für das Wohnraumklima.
Die Weimarer Forscher testeten erstmals den Einsatz als tragendes Element sowie eine neuartige, einfache Herstellung des dazu benötigten, ausreichend kraftschlüssigen Verbundes zwischen der Anhydrit-Schicht und dem Holz. Dieser kommt gänzlich ohne die bislang üblichen Verbindungsmittel aus Stahl aus. „Wir erreichen je nach Anwendungsfall einen direkten Haftverbund durch die sägerauhe Oberfläche des Holzes oder durch einen formschlüssigen Verbund mittels in die Brettstapel eingefügter Einfräsungen“ erklärt Projektleiter Professor Karl Rautenstrauch. Der Vorteil: Dieser direkte Verbund ist nicht nur praktisch unnachgiebig und erhöht durch die sehr geringen Verschiebungen in der Verbundfuge ganz wesentlich die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Bauteile, sondern er ist auch viel wirtschaftlicher in der Herstellung. Abgesehen davon, dass Holz aufgrund seiner vielfältigen positiven Eigenschaften und nachhaltigen Verfügbarkeit ohnehin ein fortschrittliches Material ist, kann für die hier verwendeten Brettstapelelemente auch Fichtenholz geringerer Sortierqualität, z.B. Seitenware, in größerem Umfang eingesetzt werden.
Die neue Baustoffkombination, die im Rahmen des Projektes erfolgreich zahlreiche Belastungstests absolvierte, überzeugte auch durch ihre bauphysikalischen Eigenschaften. Professor Rautenstrauch: „Anhydrit kann in heute üblichen Wohn- und Büroräumen problemlos Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und wieder abgeben. Die insbesondere bei Außenwandelementen erwünschten, weitestgehend diffusionsoffenen Wandbauteile lassen sich so ohne die sonst übliche Dampfsperre oder bremse herstellen. Ein derartiger Wandaufbau sorgt für ein angenehmes Raumklima und verhindert gleichzeitig Bauschäden, die normalerweise schon beim kleinsten Defekt in der Sperrschicht auftreten. Das Verbundelement aus dem Mineral mit dem massiven, tragenden Holzkern speichert aber nicht nur Feuchtigkeit, sondern auch Wärme sehr gut und bietet so im Winter eine angenehm warme Wandoberfläche. Im Sommer kann es die tagsüber über die Fensterflächen einstrahlende Wärme zwischenspeichern und in der Nacht gut dosiert wieder abgeben, so dass ein weitgehend konstantes, angenehmes Wohnklima entsteht.“
Dem Letzteren wird künftig aufgrund veränderter Bau- und Wohngewohnheiten (größere Fenster, mehr Energieverbraucher in Wohn- und Arbeitsräumen etc.) mehr und mehr Bedeutung zukommen. Schließlich ist auch die Wärmedämmung dank des an der Außenseite um eine Holzfaserdämmschicht ergänzten, massiven Holzkerns so gut, dass etwa im Vergleich zu einer herkömmlichen Massivbauwand bei gleicher Wandstärke deutlich bessere Dämmwerte erreichbar sind.
Für das Team der Uni Weimar ist das neu entwickelte Material aufgrund der Vielzahl seiner positiven Eigenschaften der Baustoff der Zukunft. Noch fehlt die bauaufsichtliche Zulassung, doch in Sachsen, Bayern und Thüringen haben bereits erste Unternehmen Interesse geäußert, sich darum zu bemühen. Sobald die Zulassung vorliegt, kann die industrielle Produktion der Holz-Anhydrit-Verbundbauelemente beginnen.
Der vollständige Abschlussbericht steht auf www.fnr.de unter dem Förderkennzeichen 22024505 als Download zur Verfügung.
Nr. 618
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Verbundprojekt „Aufbaukörnung“
Rohstoffe intelligenter und effizienter nutzen
von: Claudia Weinreich, Universitätskommunikation
Bauhaus-Universität Weimar
22.06.2009
Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Verbundprojekt „Aufbaukörnung“ unter Leitung der Bauhaus-Universität Weimar mit 1,5 Millionen Euro
Die Teilnehmer des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekts „Aufbaukörnungen – Steigerung der Ressourceneffizienz im Bauwesen durch die Entwicklung innovativer Technologien für die Herstellung hochwertiger Aufbaukörnungen aus sekundären Rohstoffen auf der Basis von heterogenen Bau- und Abbruchabfällen“ treffen sich erstmals am 23. Juni 2009 und markieren damit den offiziellen Start des Forschungsvorhabens. Insgesamt sind an dem für die Dauer von zunächst drei Jahren geförderten Projekt sechs Unternehmen, zwei Hochschulen und drei Forschungseinrichtungen beteiligt. Koordiniert wird das Vorhaben von Prof. Dr.-Ing. habil. Anette Müller, Professur Aufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung an der Fakultät Bauingenieurwesen der Bauhaus-Universität Weimar.
Das BMBF fördert das Projekt innerhalb des Förderschwerpunkts „Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Rohstoffintensive Produktionsprozesse“, dessen Ziel es ist, Rohstoffe intelligenter und effizienter zu nutzen, um den Industriestandort Deutschland zu sichern. Das Förderprojekt „Aufbaukörnung“ greift diesen Gedanken auf, indem es sich zum Forschungsgegenstand gemacht hat, eine innovative Recyclingtechnologie zu entwickeln, mit der hochwertige Produkte aus heterogenen, feinkörnigen mineralischen Bauabfällen hergestellt werden können. Das erzeugte Produkt ist eine hochwertige Aufbaukörnung, welches als leichte Gesteinskörnung mit wärme- und schalldämmenden Eigenschaften im Beton und zusätzlich in anderen Anwendungsfeldern – auch über den Bausektor hinaus – eingesetzt werden kann.
Durch die Technologie- und Produktentwicklung können der Anteil der Recycling-Baustoffe an der Betonproduktion deutlich erhöht und dadurch zusätzliche Absatzmärkte für die Recyclingbranche erschlossen werden. Weiterhin wächst die Ressourcenproduktivität der Baubranche, weil ein wiederholter Einsatz der in den Bauprodukten enthaltenen Rohstoffen ohne Niveauverlust möglich wird. Ferner eröffnet die im Rahmen dieses Projektes entwickelte Technologie Exportchancen für den Anlagenbau, da feinkörnige mineralische Bauabfälle nicht nur in Deutschland eine Herausforderung für die Recyclingbranche darstellen.
Bei der am 23. Juni stattfindenden Kick-Off-Konferenz soll in erster Linie die Vernetzung der beteiligten Partner gefördert werden, um so den fachlichen Austausch zu intensivieren. Dafür stellt sich das sogenannte Integrations- und Transferprojekt vor, dessen Ziel die Stärkung der Innovationskraft durch die Vernetzung der geförderten Verbundprojekte ist. Hierzu zählen komplementäre Förderansätze für Umwelttechnologien, aber auch Initiativen zur Steigerung der Marktdurchdringung ressourceneffizienter Technologien sowie Aktivitäten im Ausland. Durch Informationstransfer, die Bearbeitung branchen- und technologieübergreifender Fragen und die Bereitstellung zusätzlicher Forschungsleistungen erhöht das Projekt den Nutzen, den die Einzelverbünde aus ihren Forschungsarbeiten ziehen können.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. habil. Anette Müller
Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Professur Aufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung
Tel.: +49 3643 58 4606
E-Mail: anette-m.mueller@uni-weimar.de
Bei Rückfragen können Sie sich jederzeit gern an Claudia Goldammer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Fakultät Bauingenieurwesen, Telefon 0 36 43/58 11 93 oder per E-Mail unter claudia.goldammer@uni-weimar.de wenden.
Bauingenieur-Studenten der Hochschule Lausitz erneut siegreich bei deutschlandweiter Betonkanu-Regatta
von: Ralf-Peter Witzmann, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Hochschule Lausitz (FH)
23.06.2009
Etwas scheinbar Unmögliches ist Studenten aus dem Studiengang Bauingenieurwesen der Hochschule Lausitz (FH) in Cottbus unter Betreuung von Prof. Dr. Gert Gebauer, Prof. Dr. Gerd Bürger und Dipl.-Ing. Stefan Giebler gelungen.
Bei der 12. deutschlandweiten Betonkanu-Regatta, die am 20. Juni 2009 auf dem Baldeneysee in Essen ausgetragen wurde, siegten sie mit ihrer Betonkonstruktion „GeBALLte energie“ in der Offenen Klasse. Somit konnten sie den bei der erstmaligen Teilnahme an einer Betonkanu-Regatta im Jahr 2007 in Hannover mit dem Wasserfahrzeug „Lausitzer Gurkenflieger“ errungenen Traumerfolg wiederholen.
Das Team der Hochschule Lausitz startete unter dem Motto „Der Lausitzer Fußball geht nicht unter“ mit einem überdimensionalen schwimmenden Fußball aus Beton inmitten eines kompletten, ebenfalls aus Beton bestehenden schwimmenden Spielfeldes. Allein der Ball hat eine Masse von 800 Kilogramm. Mit einer schwimmenden Burg kamen die Regatta-Teilnehmer der HAWK Hildesheim auf Platz zwei. Das Team der Technischen Universität Dresden belegte mit einer runden Schwimminsel den dritten Platz.
Die Deutsche Betonkanu-Regatta wird regelmäßig von der Deutschen Zement- und Betonindustrie veranstaltet. Wesentliche Kriterien bei der Bewertung in der „Offenen Klasse“ sind Originalität, Konstruktion, Gestaltung und Ausstattung sowie optische und akustische Präsentation.
Die zweiteilige Konstruktion der 17 beteiligten Bauingenieur-Studenten der Hochschule Lausitz besteht aus einem schwimmenden Fußballfeld mit 26 Quadratmetern Fläche und einem ebenfalls selbstständig schwimmenden Fußball mit einem Durchmesser von 2,50 Metern. In das Fußballfeld sind entsprechende Aussparungen für den schwimmenden Fußball eingearbeitet. Der Fußball besteht aus 12 Fünfeckelementen eines schwarzen und 20 Sechseckelementen eines weißen Hochleistungsbetons. Aus geometrischer Sicht handelt es sich um ein aufgeblasenes abgestumpftes Ikosaeder.
Bei diesem anspruchsvollen Projekt waren zahlreiche ingenieurtechnische Aufgaben und Herausforderungen, angefangen von der Herstellung mehrerer Schalungen mit gewölbter Innenschale, CAD-Zeichnung der gesamten Konstruktion, Berechnung der Auftriebs- und Schwimmstabilität bis hin zur betontechnischen und konstruktiven Umsetzung, zu bewältigen. Zur Herstellung der gewölbten Schalelemente mit anspruchsvoller Geometrie und Genauigkeit wurde ein CNC-gesteuerter „heißer Hobel“ der Firma Stylework Klein Döbbern, die das Bootsbau-Team sehr engagiert unterstützte, eingesetzt.
Um möglichst hohe Anforderungen an die Wasserdichtigkeit, Schlag-, Stoß- und Biegebeanspruchung der mit etwa einem Zentimeter Wandstärke hergestellten 32 Einzelelemente des Fußballs zu realisieren, wurde ein spezieller textilbewehrter Hochleistungsbeton mit hoher Oberflächenqualität entwickelt.
Die gesamte Konzeption bezüglich des Zusammenbaus des Fußballs war zweifellos die größte und spannendste Herausforderung. Schließlich handelt es sich um einen Ball mit einer Masse von 800 Kilogramm und einem Volumen von acht Kubikmetern, der ohne Stahlbewehrung beziehungsweise zusätzliche innere Aussteifung tragfähig und mit einer berechneten Eintauchtiefe von nur 50 Zentimetern schwimmfähig sein muss.
Dipl.-Ing. Stefan Giebler, der zusammen mit Prof. Dr. Gert Gebauer und Prof. Dr. Gerd Bürger das Projekt maßgeblich betreute, hatte die entscheidende Idee für die technische Realisierung des Zusammenbaus. Sie entspricht dem Prinzip des ursprünglichen Fußballs, nämlich der „Vernähung“. Dafür mussten insgesamt 1440 Löcher in die 32 Elemente gebohrt werden. Die Vernähung wurde mit einem Bergsteigerseil mit hoher Witterungsbeständigkeit und Zugfestigkeit durchgeführt. Die Löcher im Beton sowie die 90 Fugen zwischen den Fünf- und Sechseckelementen wurden mit einem speziellem Kleb- und Dichtstoff für Beton, der hohe Anforderungen an die Elastizität, Zugfestigkeit und Reißdehnung hat, verpresst.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Gert Gebauer
Hochschule Lausitz (FH)
Fachbereich Architektur/ Bauingenieurwesen/ Versorgungstechnik
E-Mail: ggebauer@abv.fh-lausitz.de
Tel.: 0355 5818-617
Weitere Informationen:
Zu den Internetseiten des Fachbereiches Architektur/ Bauingenieurwesen/ Versorgungstechnik der Hochschule Lausitz
Download-Center für den Wohnungsbau: Wärmebrückenanschlüsse
Auf beton.org finden Sie ein Download-Center für den Wohnungsbau (Stand August 2008: 407 Modelle und 30.000 Gleichwertigkeitsnachweise in Anlehnung an das Beiblatt 2 der DIN 4108)
Hier finden Sie eine Sammlung bauphysikalisch und konstruktiv optimierter Detailausbildungen und Konstruktionsvorschläge für den massiven Wohnungsbau. Sie können über eine Grafik navigieren und es ist möglich, zwischen Horizontal- und Vertikalschnitten zu wechseln. Die angebotenen PDF-Dateien sind frei zugänglich. Um die kostenlosen Konstruktionsbeschreibungen, CAD-Details (dxf, dwg), Isothermendarstellungen thermische Daten und Ausschreibungstexte zu nutzen, ist eine Registrierung notwendig.
Auszug:
Neben den klassischen Planungsgewerken im Wohnungsbau, welche eher auf die architektonischen und statischen Gesichtspunkte abzielen, nimmt heute der Bereich der Bauphysik, speziell der der energetischen Auslegung eines Gebäudes einen immer höheren Stellenwert für Bauherren, Planer, Gutachter und Handwerker ein. Ein Gebäude soll so zukunftssicher wie möglich sein. Angesichts steigender Energiepreise mündet dies in der Konsequenz, ein Gebäude zu erstellen, welches bei gewünschter Form und Funktion einen minimierten Wärmeverlust aufweist. Diesem Wunsch ist nur dann zu entsprechen, wenn schon zu Beginn der Planungsphase das Gebäude hinsichtlich der Anlagentechnik und seiner Umschließungsflächen thermisch optimiert wird.
Im Zuge des von der Arbeitsgruppe Baukonstruktionen und Bauphysik der Ruhr-Universität Bochum (geleitet von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems und unter Mitarbeit von Dipl.-Ing. Georg Hellinger und Dr.-Ing. Kai Schild) geführten Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Wärmebrücken- und Konstruktionsatlas für den Massivbau“ ist in Zusammenarbeit mit der deutschen Zement- und Betonindustrie eine beispiellose Zusammenstellung aller für das Bauen mit Beton relevanten Wärmebrückenanschlüsse entstanden. Seit dem Jahr 2007 wird das Projekt hochschulseitig in gleicher personeller Besetzung von der Technischen Universität Dortmund (Lehrstuhl für Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung) fortgeführt. Neben der Bereitstellung einer wertvollen Planungshilfe für Architekten und Ingenieure zeigt die Untersuchung, dass die Forderung nach Wärmebrückenminimierung – also die Reduzierung zusätzlicher Wärmeverluste an geometrischen oder materialbedingten thermischen Schwachstellen – durch den Werkstoff Beton erfüllt werden kann.
Dabei zeigt sich der Werkstoff konstruktionsübergreifend anpassbar. Ob ein- oder zweischalige Außenwände, Konstruktionen aus Normal- oder Leichtbeton, monolithische Konstruktionen oder WDV-Systeme, Bauwerke mit wasserundurchlässigem Beton oder schwarzer Abdichtung, massive geneigte oder flache Dächer, eine geometrische und materialbedingte Anpassung und somit Optimierung ist stets möglich. Auch für Bereiche in denen statische und thermische Forderungen diametral gegenüberstehen, stehen praxistaugliche Lösungen zur Verfügung. Hier sei als Beispiel auf die bereits standardmäßige Nutzung von thermischen Trennelementen für Balkonelemente hingewiesen.
Zum Downloadcenter von beton.org
Gewinner der 12. Deutschen Betonkanu-Regatta, Essen
Universität Twente und TU Dortmund gewinnen die 12. Deutsche Betonkanu-Regatta
Außergewöhnliche Boote aus Beton begeisterten die Zuschauer
Am 20. Juni 2009 fand auf dem Baldeneysee die 12. Deutsche Betonkanu-Regatta statt. Mehr als 900 Studenten und Auszubildende ließen bei dem außergewöhnlichen Wettbewerb ihre selbstgebauten Kanus und Wasserfahrzeuge aus Beton zu Wasser. In der Wettkampfklasse der Herren gewann das Team der Universität Twente aus den Niederlanden, gefolgt von der Hochschule Regensburg und der Technischen Fachhochschule Georg Agricola zu Bochum. Bei den Damen siegte das Team der Technischen Universität Dortmund. Zweit- und drittplatzierte waren die Mannschaften der Bauhaus Universität Weimar und der Hochschule Augsburg.
Die Teilnehmer der Regatta kommen von Fachhochschulen, Universitäten und anderen Institutionen, an denen Betontechnik gelehrt wird. Vor dem Wettkampf mussten sie gemeinsam mit ihren Ausbildern die knifflige Aufgabe lösen, ein Kanu aus Beton zu bauen, das robust und wasserundurchlässig ist und darüber hinaus den harten Bedingungen eines Rennens stand hält. Knapp 5000 Besucher bewunderten am Samstag die 80 Betonboote. Bei der Bootsparade der offenen Klasse wurden die skurrilsten Konstruktionen prämiert. Das Boot „GeBALLte Energie“ der Hochschule Lausitz, ein komplettes Spielfeld mit einem überdimensionalen Fußball aus Beton belegte in dieser Kategorie den ersten Platz. Alleine der Fußball wog über 800 Kilogramm. Eine schwimmende Burg der HAWK Hildesheim und eine runde Schwimminsel der technischen Universität Dresden belegten den zweiten und dritten Platz.
Die Deutsche Betonkanu-Regatta wird regelmäßig von der Deutschen Zement- und Betonindustrie veranstaltet. Die letzte Regatta fand 2007 in Hannover auf dem Maschsee statt.
Im Rahmen der Veranstaltung spendete die deutsche Zement- und Betonindustrie für jeden Zuschauer, der sich an der Regattastrecke einfand, einen Euro für das Kulturprojekt Storp 9 in Essen. Für die Essener Kinder, die mit der Spende bedacht werden, freute sich Peter Linten, Beiratsvorsitzender des Organisators BetonMarketing West. Aufgrund der regen Zuschauerbeteiligung am Baldeneysee überreichte er dem Oberbürgermeister der Stadt Essen, Dr. Wolfgang Reiniger, einen Scheck in Höhe von 5000 Euro.
Pressetext: beton.org
Ergebnisliste:
Sportlicher Wettkampf Herren
1. Universität Twente: Sevrien Ferrée/Frank Aarns („Das Phantom“)
Zeit im Finale: 02:22
2. Hochschule Regensburg: Roland Gömmel/Roland Niebling („Rasender Roland“), Zeit im Finale: 02:41
3. TFH Bochum: Jakob Husen/Armin Goergen („TFH Flying Miners“)
Zeit im Finale: 02:48
4. Technische Universität Dortmund: Thorsten Tewes/Stefan Drobniewski („BamBam“)
5. Hochschule Augsburg: Peter Widmann/Michael Bürle („Das Biest“)
6. Bauhaus Universität Weimar: Tim Link/Peter Huschenbeth („flying concrete „)
7. Technische Universität Dresden: Marco Wach/Bernd Zwingmann („Luftikuss“)
8. ZHAW Winterthur: Johannes Misteli/Patrick Soller („c-pearl II“)
8. Bauhaus Universität Weimar Sebastian Tomczak/Konrad Sommer („black pearl“)
10. Universität Twente Chil de Wit/Johan de Waard („The Flying Dutchman“)
Die schnellste Zeit aller Läufe: Hochschule Regensburg („Rasender Roland“): 02:18
Sportlicher Wettkampf Damen:
1. Technische Universität Dortmund: Nadine Kramer/Annika Jobs („pebbles“)
Zeit im Finale: 02:51
2. Bauhaus Universität Weimar: Ina Reichert/Maria Pankratz („flying concrete“)
Zeit im Finale: 03:10
3. Hochschule Augsburg: Stefanie Reinhardt/Angela Ellmer („Das Biest“)
Zeit im Finale: 03:14
4. Universität Twente: Nienke Schuurmann/Nine van de Scheur („De Twentsche Ros“)
5. Universität Twente: Floor Speet/Naddi Modderman („The flying Dutchman“)
6. Technische Universität Dresden: Elisabeth Schmook/Lisa Arlt („Hefeboot“)
6. Technische Universität Dresden: Anna Kaidel/Luise Lemnitzer („Moby Dick“)
8. Universität Siegen: Birgit Weitzel/Danica Frettlöh („schwarzer Hai“)
9. Fachhochschule Potsdam: Anica Melcher/Janette Peters („Potsdampferin“)
10. Bauhaus Universität Weimar: Michaela Glaser/Susanne Liemen („shark superb“)
Mehr Bilder zu der 12. Deutschen Betonkanu-Regatta finden Sie hier (externer Link) und hier (externer Link)
Video zur 12. Deutschen Betonkanu-Regatta auf „Der Westen“
Warum schwimmt Beton? (externer Link)
Beton mit Durchblick
(Handelsblatt)
Transluzens statt Transparenz – Beton statt Fenster:
Die Ingenieure Andreas Roye und Marijan Barlé stellen lichtdurchlässigen Beton in Serie her. Mit dem Material wollen die beiden Tüftler unter anderem Tageslicht in U-Bahn-Schächte bringen.
Die Ingenieure Marijan Barlé und Andreas Roye haben eine kleine Lichtshow vorbereitet. Während Roye die Tür des Vorführraums aufschließt, legt Barlé schnell ein paar Schalter um. Wenig später leuchtet es überall im Raum: Die Wandverkleidungen, Ziegelwände und massiven Waschbecken aus Beton, die die beiden hier präsentieren, werden von hinten angestrahlt und sind so durchscheinend wie Papier.
Die beiden Geschäftsführer der Firma Robatex nennen ihren Baustoff „Lichtbeton“. Er entsteht, indem sie lichtleitende Fasern Schicht für Schicht in den Beton eingießen. Solche Lichtleiter können einen Lichtstrahl mehrere Kilometer weit transportieren – zum Beispiel bei der Übertragung von Internetdaten.
Ein Artikel von von Tinka Wolf, erschienen am 08.06.2009 im Handelsblatt
Lesen Sie hier mehr (externer Link, Originaltext)
Konstruktionsdetail (externer Link)
