Beton - Neue Herausforderungen für einen alten Werkstoff

Die Eigenschaften des Werkstoffes Beton lassen sich vergleichsweise leicht variieren und den jeweiligen Nutzungsanforderungen anpassen. Auch ermöglicht der Werkstoff eine nahezu unbegrenzte Formgebung der herzustellenden Bauteile. Aufgrund dieser Vorteile entwickelte sich Beton im 20. Jahrhundert zum bedeutendsten Werkstoff des Bauwesens. Allerdings stellt das schadensfreie Bauen mit Beton noch immer eine technische Herausforderung dar. Dies zeigen zahlreiche Bauschadensfälle, beispielsweise die häufigen, bereits im frühen Betonalter entstandenen Schäden an Betonstraßen. Zudem ergeben sich immer wieder neue technische Herausforderungen aus den sich erweiternden Einsatzmöglichkeiten des Werkstoffes Beton sowie aus neuen technologischen Möglichkeiten. So kommen heute zum Beispiel hochduktile zementgebundene Sanierungsmaterialien zur Anwendung oder es werden Radiowellen zur Trocknung und Dekontaminierung von Betonbauteilen eingesetzt. Ingenieure und Architekten der HTWK Leipzig widmen sich diesen und weiteren aktuellen Problemstellungen der Betonforschung.

Vorträge (nach Referent in alphabetischer Reihenfolge):

Markus Burger, Dipl-Ing. (FH): Bauverfahrenstechnische und gestalterische Anwendung von Sichtbeton

Abstract:
Für Generationen von Architekten besaß und besitzt Beton, vor allem der sichtbar belassene Beton, einen besonderen Stellenwert. Es ist deshalb eine besondere Herausforderung, ein gesamtes Wohnhaus samt angeschlossenem Büro vollständig im Innenraum und an der Fassade in Sichtbeton zu gestalten. Bei der Planung, Gestaltung und Nachbetreuung der Objekte sollte jedoch der Fokus des Architekten und Bauingenieurs nicht nur auf die Optik, sondern in besonderem Maße auch auf die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit des Objektes gerichtet werden. Umso mehr richtet sich unser Interesse darauf, den Baustoff Beton weiterzuentwickeln, um Möglichkeiten aufzuzeigen, wie man Sichtbeton auch energiesparend einsetzen kann. Dazu gewonnene Erfahrungen während meiner beruflichen Weiterentwicklung in Bezug auf die bauverfahrenstechnische Anwendung werden anhand des Objektes „Museum am Bergisel Innsbruck” dargestellt.

Björn Höhlig, M.Sc.: Anwendung der Radiowellentechnologie in der Baustoff- und Bautechnik

Abstract:
Eine wichtige Frage im Bauwesen lautet, wie vorhandene Verfahren in der Baustoff- und Bautechnik mit neuen Ideen verändert und hinsichtlich der Energieeffizienz verbessert werden können. Eine Antwort darauf ist die homogene Erwärmung von Baustoffen gleich welcher Art mit Hilfe der Hochfrequenztechnik. Hierbei wird die Polarität auf molekularer Ebene ausgenutzt, um über ein elektromagnetisches Wechselfeld Bewegungen im Gefüge zu erzeugen, welche zur Wärmeentwicklung führen. Die damit entstehenden Möglichkeiten reichen von der Trocknung von Gebäuden über die Sanierung von kontaminierten Bauteilen bis hin zu innovativen Baustoffherstellungsverfahren.

Stefan Huth, Dipl.-Ing. (FH): Energetische Bestandssanierung mit hochgedämmten Textilbetonfertigteilen

Abstract:
Vor dem Hintergrund der sich immer weiter verschärfenden Anforderungen an die Gebäudehülle ist es notwendig, im Bereich der Bestandssanierung neue Schwerpunkte zu setzen. Im Vordergrund steht die Weiterentwicklung des durch die Forschungsgruppe „energiedesign” entwickelten vakuumgedämmten Textilbetonfassadenelementes vaku^tex, welches für die Bestandssanierung angewendet werden soll. Durch den Einsatz des extrem schlanken Außenwanddämmelements werden die Proportionen des Bestandsgebäudes kaum verändert. Die Verwendung von Textilbeton in der Deckschicht ermöglicht es, Stuck und andere gliedernde Elemente nachzubilden, um so das Fassadenbild auch nach der Sanierung zu erhalten. Die Vakuumisolationspaneele gewährleisten zudem die Einhaltung des erforderlichen Dämmstandards nach EnEV 2009. Durch den enorm materialeffizienten Einsatz von Rohstoffen kann der Primärenergiebedarf gegenüber einer herkömmlichen Sanierungsmaßnahme mit Wärmedämmverbundsystem EPS bei gleichem Dämmstandard um ca. 30 Prozent gesenkt werden, das Treibhauspotenzial sogar um ca. 60 Prozent. Der Vortrag soll einen Überblick zu Potenzialen und Notwendigkeiten in der energetischen Fassadensanierung sowie zu Chancen in der Ästhetik, der Ökologie und der Raumeffizienz geben.

Stefan Käseberg, M.Sc.: Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen im Betonbau

Abstract:
Mit Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) können Stahlbetonbauteile wirksam nachverstärkt werden. Sowohl bei Biegebauteilen als auch bei Stützen lässt sich die Tragfähigkeit durch den Einsatz von sogenannten CFK-Lamellen oder CF-Sheets signifikant steigern. Durch Kohlefasern, die in eine Epoxidharzmatrix eingebunden werden, entsteht ein dauerhafter, leichter und hochfester Verbundwerkstoff. Das Institut für Betonbau arbeitet an der Weiterentwicklung des Baustoffes, indem faseroptische Messtechnik in der Epoxidharzmatrix integriert wird. Ein weiteres Forschungsfeld stellt die Verbesserung der bestehenden Bemessungsansätze von CFK-umschnürten Stützen dar.

Hubertus Kieslich, M.Sc.: Innovative Betone für die Sanierung von Holzbalkendecken

Abstract:
In diesem Beitrag wird die Holz-Beton-Verbundbauweise als Sanierungsvariante für bestehende Holzbalken-Deckenkonstruktionen vorgestellt. Dabei werden die bestehenden Holzbalken durch eine nachträglich aufbetonierte Betonplatte ergänzt, wobei beide Baustoffe schubsteif miteinander verbunden werden. Neben der Wahl der Verbindungsmittel kommt auch der Planung der Ortbetonergänzung besonderes Augenmerk zu, da verschiedene sanierungsspezifische Anforderungen zu erfüllen sind. Im Rahmen dieses Vortrages soll besonders das Tragverhalten von PVA-faserbewehrtem Leichtbeton anhand von ausgewählten Versuchsergebnissen vorgestellt werden.

Emanuel Lägel, M.Sc.: Frühschäden in Betonbauteilen und ihre Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit

Abstract:
Immer wieder kommt es beim Herstellen von Ortbetonbauteilen zu einer Schädigung im noch plastischen Zustand des Betons. Diese frühe Schädigung ist dann meist ausschlaggebend für eine spätere rasch fortschreitende weitere Schädigung, die bis zum Verlust der Gebrauchs-tauglichkeit führen kann. Gerade bei Bauteilen mit großen Frischbeton-oberflächen ist die Gefahr einer frühen Schädigung durch plastisches Schwinden sehr hoch. Weiterhin kann es durch nicht gewollte Wechselwirkungen zwischen Betonzusatzmitteln, Betonzusatzstoffen und den Zementen zu Problemen der Frischbetonstabilität kommen. Dies äußert sich durch Sedimentieren des Frischbetons oder durch starkes Bluten an der Oberfläche. Die dadurch hervorgerufene Schädigung ist wiederum der Auslöser einer weiteren Schädigung.