Leistungen

Inhaltsverzeichnis

1. 1. Entwicklung von zementgebundenen Baustoffen, Probekörperherstellung
   2. Charakterisierung von frischem Mörtel und Beton
   3. Untersuchung des Festigkeits-, Verformungs- und Bruchverhaltens von Baustoffen
   4. Prüfung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen
   5. Chemische Analysen
   6. Technologische Entwicklungen
   7. Bauwerksuntersuchung und Pilotanwendung neu entwickelter Baustoffe
   8. Bau und Anpassung von Formen, Geräten und speziellen Messanordnungen
   9. Begleitung künstlerischer Projektarbeiten, Weiterbildungsveranstaltungen

Entwicklung von zementgebundenen Baustoffen, Probekörperherstellung

Zur Entwicklung und Herstellung verschiedenartiger zementgebundener Baustoffe mit und ohne Faserbewehrung sind am Institut zahlreiche verfahrens- und baustoffbezogene Mischer (z.B. Zwangsmischer, Horizontalwellenmischer) für unterschiedlichste Mischvolumina vorhanden.

Für den konventionellen Betoneinbau in Standard- oder Sonderformen bzw. Schalungen sind Rüttelplatten, Außen- und Innenrütteleinrichtungen verfügbar. Mörtelspritzen mit unterschiedlichen Leistungsparametern sind für den Einbau bzw. Auftrag von Mörteln und Fasermörteln einsetzbar. Weiterhin steht ein umfangreicher Formenpark zur Herstellung spezieller und üblicher Probekörpergeometrien zur Verfügung (z.B. Prüfkörper mit Bewehrung aus Kurzfasern, Multifilamentgarnen oder Textilien).

Schwerpunkte:

• Entwicklung von Normal-, Leicht-, Schwer- und Hochleistungsbetonen und -mörteln mit und ohne Faserbewehrung
• Herstellung von Prüfkörpern, Versuchs- und Prüfelementen mit jeweils angepasster Misch-, Verarbeitungs- und Verdichtungstechnik

Charakterisierung von frischem Mörtel und Beton

Die Charakterisierung der Ausbreitungs- und Fließeigenschaften frischer Mörtel und Betone erfolgt zum einen durch praxisrelevante empirische Verfahren (z.B. Ausbreit-, Auslauf-, Setz- und Verdichtungsversuche) und zum anderen durch exakte rheometrische Messungen (Universalrheometer, Betonviskometer).

Das Universalrheometer ist mit einer Baustoffzelle ausgestattet, die Messungen an Mörteln mit Korngrößen bis 2 mm ermöglicht. Die Messungen können im Oszillations- und Rotationsmodus erfolgen und lassen die Quantifizierung der rheologischen Eigenschaften der frischen Mörtel ab dem Mischzeitpunkt bis zum Beginn des Erstarrens zu.

Das Betonviskometer ermöglicht entsprechende Messungen an Betonen mit Korngrößen bis 16 mm. Die Strukturentwicklung im hydratisierenden Bindemittel kann durch kontinuierliche Ultraschallmessungen untersucht werden. Weitere Frischbetoneigenschaften lassen sich mit Hilfe der in den einschlägigen Normen spezifizierten Geräte ermitteln (Luftporengehalt, Normsteife, Erstarrungszeiten etc.).

Untersuchung des Festigkeits-, Verformungs- und Bruchverhaltens von Baustoffen

Zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Baustoffen bzw. Prüfelementen stehen Druck-, Zug-, Biegezug- und Schubversuche zur Verfügung. Die Belastung erfolgt in elektromechanischen oder servohydraulischen Prüfmaschinen mit Kraftmessbereichen von 10 N bis 1200 kN (Druck- und Zug) bzw. 3000 kN (nur Druck).

Spezielle Ausrüstungen sind für Untersuchung von zementgebundenen Faserwerkstoffen vorhanden. Eine Durchführung zyklischer Versuche mit beschränkter Frequenz und Zyklenzahl ist möglich.

Zeitabhängige Verformungen lassen sich in Schwind- und Kriechversuchen (Zug und Druck; z. Z. nur an kleinformatigen Proben) ermitteln. Die Messung der autogenen Schwindverformungen kann unmittelbar nach dem Ende des Mischens beginnen (Röhrendilatometer). Weiterhin kann die Interaktion von behindertem Schwinden und entlastendem Kriechen junger Mörtel bzw. Betone sowie deren Rissneigung erfasst werden (instrumentierte Ringversuche). Die Instrumentierung der Proben bzw. Versuchsaufbauten lässt sich den jeweiligen Erfordernissen individuell anpassen.

Schwerpunkte:

• quasi-statische und zyklische Druck-, Zug-, Biegezug- und Schubbeanspruchung
• Ermittlung von zeitabhängigen Verformungen in Schwind- und Kriechversuchen

Prüfung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen

Für eine definierte Lagerung von Baustoffproben bzw. deren Exposition unter bestimmten Umgebungsbedingungen stehen verschiedene Geräte und Kammern zur Verfügung (z.B. Klimaschränke, Nebelkammern, Frosttruhen, Gasinkubatoren).

Einige der Geräte ermöglichen eine gesteuerte zyklische Beaufschlagung der Proben, so dass spezielle Alterungs- und Degradationsprozesse von Baustoffen beschleunigt abgebildet werden können.

Schwerpunkte:

• Untersuchungen zu Transport von Flüssigkeiten und Gasen
• beschleunigte Alterung von Baustoffen
• Prüfungen zum Einfluss von Wasser, Gasen, hohen und niedrigen Temperaturen

Chemische Analysen

Schadensauslösende Faktoren in Baustoffen können mittels Leitfähigkeits- oder pH-Wert-Messung, sowie durch photometrische Gehaltsbestimmung von wasser- und säurelöslichen An- und Kationen bestimmt werden.

Weiterhin sind qualitative und quantitative Bindemitteluntersuchungen an Baustoffen und die Bestimmung von Karbonatisierungstiefen möglich. Bei einer abgestimmten Probenahme am Objekt lassen sich mit den verfügbaren Methoden zahlreiche Fragestellungen aus den Bereichen der Instandsetzung und Denkmalpflege beantworten.

Schwerpunkte:

• Anorganisches Chemielabor mit Nasschemie
• Photometrische Untersuchungen
• Instrumentelle Analytik, insbesondere Potentiometrie und Konduktometrie

Technologische Entwicklungen

Neuentwickelte bzw. modifizierte Baustoffe und Baustoffverbünde bedürfen angepasster Herstellungs- und Applikationstechniken. Die interdisziplinäre Aufstellung der Arbeitsgruppe, einschlägige Erfahrungen der Mitarbeiter, sowie die Verfügbarkeit von zahlreichen Hilfsmitteln und Halbzeugen ermöglicht eine weitgehend autonome Entwicklung und Erprobung neuer Herstellungs- und Fertigungstechnologien im Labormaßstab. Bei Aufgabenstellungen, die das Leistungsvermögen der Arbeitsgruppe übersteigen, werden kompetente externe Partner in die Entwicklungsarbeit mit eingebunden.

Schwerpunkte:

• Regiewerkstatt mit modernen Werkzeugmaschinen
• Numerische Analyse und Simulation
• Entwicklung und Anpassung von Formen, Geräten und speziellen Messanordnungen

Bauwerksuntersuchung und Pilotanwendung neu entwickelter Baustoffe

Mit der vorhandenen Gerätetechnik sind sowohl zerstörungsfreie Bauzustandserfassungen (Bewehrungsdetektionen, Rissbreitenmessungen) als auch zerstörende Untersuchungen von Bauwerken (Bohrkern- bzw. Bohrmehlentnahmen, Feuchteprüfungen, Karbonatisierungstiefenmessungen) möglich.

Weiterhin werden Pilotanwendungen von neu entwickelten Materialien ausgeführt bzw. aktiv unterstützt. Ziel dieser Aktivitäten ist die Überführung der Forschungsergebnisse in die Baupraxis bzw. ein Erkenntnisgewinn zur weiteren Verbesserung der Materialien und Verfahren bis hin zur Praxisreife.

Bau und Anpassung von Formen, Geräten und speziellen Messanordnungen

Zur Anpassung und Herstellung von speziellen Formen, Vorrichtungen und Messeinrichtungen steht eine mit Werkzeugmaschinen ausgerüstete Regiewerkstatt zur Verfügung. Damit kann schnell und flexibel auf sich stetig ändernde Anforderungen reagiert werden.

Begleitung künstlerischer Projektarbeiten, Weiterbildungsveranstaltungen

Das Wissen der Institutsmitarbeiter wird bei praxisnahen Weiterbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmen an Fachleute und Studenten weitergegeben. Die Themen der Veranstaltungen betreffen i. d. R. aktuelle stoffliche und betontechnologische Entwicklungen mit Bezug zu Forschungsschwerpunkten des Institutes.
In Abhängigkeit von der Auslastung der variabel nutzbaren Experimentierflächen können in begrenztem Umfang und zu gegenseitigem Vorteil auch geometrische Freiräume für studentische und künstlerische Projektarbeiten geschaffen werden.