Der Beton lebt ... und altert von der ersten Minute an
RUBIN-SFB 398: Lebensdauerplanung für Betonbauwerke
Risse in der Oberfläche, Schäden am Skelett: Beton altert ganz ähnlich wie wir, auch wenn es auf den ersten Blick anders erscheint. Feuchtigkeit, Temperatur und mechanische Belastungen setzen ihm zu, und das schon ab dem ersten Moment, wenn er beginnt auszuhärten.
Bochumer Forscher haben ein Simulationsmodell entwickelt, das alle Belastungsarten des Werkstoffs und ihre vielfältigen Wechselwirkungen berücksichtigt. So können sie die Alterungserscheinungen und die Lebensdauer eines Betonbauwerks vorhersagen. Darüber berichten sie in der aktuellen Sonderausgabe von RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum.
Zuerst beginnt das Schwinden
Als erstes beginnt das Schwinden: Wenn der flüssige Beton allmählich
trocknet, schrumpft sein Volumen und er wird rissig. Dieser Vorgang
kann Jahre lang dauern. Das Ausmaß der Rissbildung ist abhängig von
verschiedenen Faktoren wie zum Beispiel der Zusammensetzung des Betons
und von äußeren Einflüssen. Für die Beschreibung dieser Zusammenhänge
haben die Forscher ein 3D-Materialmodell entwickelt, das Temperatur,
Luftfeuchtigkeit und mechanische Einflüsse sowie deren Wechselwirkungen
einbezieht. Richtig komplex wird es aber dann, wenn sich zu solchen
Schädigungen weitere gesellen, die zum Beispiel durch mechanische
Belastung entstehen. Das im SFB entwickelte Modell berücksichtigt
erstmals das komplizierte Wechselspiel der verschiedenen "Angriffe" auf
Betonbauwerke.
Typische "Angriffe" auf den Beton
Ein typischer Angriff ist
zum Beispiel die Alkali-Kieselsäure-Reaktion, bei der die alkalische
Porenflüssigkeit des porösen Baustoffs mit kieselsäurehaltigen
Bestandteilen der Zuschlagsstoffe reagiert. Dabei entsteht an der
Oberfläche der Zuschlagspartikel ein Gel, das Wasser aufsaugt und
quillt - es baut sich ein innerer Druck auf, der die Struktur schädigt.
Zusätzlich lösen sich bestimmte Bestandteile des Betons beim Kontakt
mit weichem Wasser oder sauren Lösungen im Laufe der Zeit heraus:
Kalzium wird regelrecht ausgewaschen. Die Simulationsmodelle erlauben
es, diese Angriffe auch in ihrem Wechselspiel wie im Zeitraffer
ablaufen zu lassen und so Betonbauteile in verschiedenen Stadien ihrer
Lebensdauer "auf den Zahn zu fühlen".
Weitere Informationen
Prof.
Dr. Detlef Kuhl, Institut für Baustatik und Baudynamik (IBSD),
Universität Kassel, Tel. 0561/804-1815, E-Mail: kuhl@uni-kassel.de
Redaktion: Meike Drießen
Dr. Josef König | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.ruhr-uni-bochum.de/rubin
Mehr Informationen über den Werk- und Baustoff Beton finden Sie auch auf:
http://www.bauinformant.wordpress.com
bauinformant bloggt beton: Der Blog zum Beton
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