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Beton revisited

Date post: 21-Nov-2021
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Beton revisited Beton ist ein Werkstoff mit im- mer wieder erstaunlichen Ei- genschaften - er kann in nahe- zu jede gewünschte Form und viele Farben gebracht werden und besitzt dabei abhängig von der Armierung eine große Festigkeit und Dauerhaftigkeit. Diese Eigenschaften liegen in der Struktur des Betons begrün- det. Grundsätzlich ist Beton ein Zweistoffsystem aus einem festen Zuschlagstoff (z.B. Kies) und einem zunächst viskosen (dickflüssigen) und nach dem Härten festen Bindemittel (Ze- ment). Da das Bindemittel zu- nächst vor dem Härten flüssig ist, läßt sich der Beton formen. Je nach Zusammensetzung von Zuschlagstoff und Binde- mittel sowie etwaigen Zusatz- mitteln, Fasern, Farbstoffen ist es möglich, die Eigenschaften von Betonwerkstoffe'n den An- forderungen der jeweiligen Bauaufgabe anzupassen - sei es ein Wohngebäude, sei es eine Spannbetonbrücke, eine Kläranlage oder ein Hochhaus. Durch die unterschiedlichen Möglichkeiten der Verarbei- tung (Schalung, Armierung, Vorspannung) wird Beton so zu einem sehr vielseitigen Bau- material, das jedoch einige An- forderungen an Konstruktion und Bauausführung stellt. In dem Problem der ange- messenen und fachgerechten Anwendung des Betons liegt ein Grund für den eher gerin- gen Beliebtheitsgrad dieses Ma- terials in der Öffentlichkeit. Bröckelnde Bauwerke von zwei- felhafter Behaglichkeit und Äs- thetik, in kurzer Zeit verantwor- tungslos geplant und gebaut, zeigen deutlich, daß Beton kein gedankenlos zu verarbei- tender Hau-Ruck-Werkstoff ist, sondern Fachkenntnis und Be- schäftigung mit seinen Qualitä- ten erfordert. Aus der kritischen Diskus- sion über den Beton in der Öf- fentlichkeit scheint ein neues Verhältnis zu seiner Anwen- dung entstanden zu sein. So sind Anzeichen einer anderen, intelligenteren Verwendungs- weise dieses Baustoffs zu sehen. Dies zeigt sich beispielsweise auf dem Gebiet der Oberflä- chengestaltung von Beton. Nicht mehr nur die mehr oder weniger zufälligen Eigenschaf- ten des rasch verwitternden Sichtbetons sind gefragt. Der Wunsch nach der Herstellung einer Oberfläche von ganz eige- ner Beschaffenheit und beson- derer Taktilität macht vielmehr aus dem Beton ein edles Materi- al und die Herstellung wird zu einer geradezu künstlerischen Technologie. In den Werken von Tadao Ando beispielsweise ist diese poetische Qualität ei- ner grauen, aber perfekt ge- formten Betonoberfläche zu spüren. Hier wird der Baustoff der tragenden Konstruktion nicht hinter Verblendungen verborgen, sondern in höchster Oberflächenqualität offen ge- zeigt. Dies stellt natürlich höhe- re Anforderungen an die Zu- sammensetzung des Betons, die Schalungstechnik und an die Sorgfalt bei der Betonverar- beitung. Auch Richard Rogers und Peter Rice benutzten beim Bau des Gebäudes für Lloyds in London sichtbare Betonoberflä- chen von Stützen und Decken. Hier aber kommt hinzu, daß der Beton als Baumaterial für eine weitgespannte sichtbare Struktur verwendet wird. Durch die Kombination von vorgefertigten und auf der Bau- stelle hergestellten Teilen konn- te eine sehr leistungsfähige Struktur in hoher Fertigungs- qualität erzielt werden. Als weiteren Vorteil bietet der Beton im Gegensatz zu dem sonst häufig für solche Tragwerke benutzten Stahl eine eingebaute Feuersicher- heit. Daher konnten umfangrei- che Verkleidungen der tragen- den Teile - wie sie bei der Hongkong Bank von Norman Foster notwendig waren - ein- gespart werden. Die Plastizität von Beton- werkstoffen nutzt Renzo Piano bei den Lamellenschalen für das Dach der Menil Collection in Houston. Diese Lamellen mußten eine genau definierte organische Geometrie haben, um die geforderten Licht- und Klimaqualitäten in den Ausstel- lungsräumen zu gewährleisten. Um eine solche Verformbarkeit zu ermöglichen, wurde als Werkstoff Ferrozement verwen- det. Ferrozement ist eine beson- dere Form des Stahlbetons, die eine Armierung aus Stahlnetz- ten besitzt. Der Vorteil dieser Bewehrung liegt in der verhält- nismäßig einfachen Formbar- keit der Stahlnetze, was die Herstellung organischer For- men erleichtert. Weiterhin er- möglicht Ferrozement die Her- stellung von verhältnismäßig dünnen und leichten Schalen hoher Stabilität. Wegen des zwar arbeitsaufwendigen aber verhältnismäßig unkomplizier- ten Herstellungsverfahrens und der leicht erhältlichen Rohmate- rialien Zement, Zuschlagstoff und Stahlgewebe ist die Ver- wendung von Ferrozement in Entwicklungsländern interes- sant. Aus Ferrozement können gut gekrümmte Strukturen wie z.B. Boote, Silos oder Dächer hergestellt werden. Im Hochhausbau bietet Be- ton durch die Anwendung mo- derner Gleit- und Kletterscha- Interessante Perspektiven für den Hochhausbau bietet die Verwendung von hochfestem Beton. Dieser Betontyp erlaubt durch seine hohe Druckfestig- keit eine wesentlich geringere Dimensionierung der Trag- werksquerschnitte. Damit stellt Beton für diese Bauaufgabe eine Alternative zum Stahl dar. Während solcher Beton mit lungstechnologien kurze Bau- zeiten bei wirtschaftlichen Schalungskosten, da die glei- che Schalung über die gesamte Gebäudehöhe verwendet und nach Erhärtung des frischen Be- tons weiter nach oben gescho- ben wird. Ein Beispiel für die Fähigkeiten des Betons im Hochhausbau ist der Messe- turm in Frankfurt/M. (Architek- ten Murphy/Jahn, Chicago/ Frankfurt), das derzeit höchste Bürogebäude Europas und ei- nes der höchsten Stahlbeton- hochhäuser der Welt. Der Roh- bau dieses 256,5 m hohen und 63.000 m 2 Nutzfläche bieten- den Gebäudes wurde in nur 18 Monaten fertiggestellt. Die Wände des aussteifenden Kerns wurden in Gleitbauweise erstellt. Während jedem der sechs 10 bis 14 Tage dauern- dem Gleitabschnitt wurde Tag und Nacht Beton in die Scha- lung eingebracht, die von 250 Hydraulikblöcken kontinuier- lich nach oben bewegt wurde. Die Kontrolle des Gleitens er- folgte mit Laserstrahlen, die jede Abweichung von der Hori- zontalen anzeigten und eine Korrektur der Bewegung ermög- lichten. Jeden Tag konnten so 1,5 bis 3 m des Innenkerns her- gestellt werden. Nach Ende ei- nes Gleitabschnitts wurden in der dreiwöchigen Pause bis zum Beginn des nächsten Ab- schnitts die Außenwände mit einer Kletterschalung und die Geschoßdecken nachgefühlt. Wöchentlich wurden Außen- wände und Decken von zwei Geschossen fertiggestellt. Aufbau der Stockwerkbö- den bei Lloyds: Die Be- tonstützen sind durch Balken verbunden, eine Netzstruktur trägt den Fußboden. Druckfestigkeiten bis zu 130 N/mm 2 in den USA seit mehr als 20 Jahren im Hochhausbau verwendet wird, war die Ver- breitung in Europa auf den Bau von Ölplattformen aus Be- ton beschränkt. Erstes Beispiel für die Anwendung dieses Be- tons im europäischen Hoch- hausbau ist das neue Gebäude der BfG-Bank in Frankfurt/M. (Architekten Kohn, Peterson ft Fox, New York). In der Altbausanierung kön- nen fehlende oder beschädigte Fassadenteile aus dauerhafte- rem Faserzement nachgegossen werden. Da Beton farbbar ist, gibt es rein optisch kaum Un- terschiede zwischen Naturstein- teilen und Betonerzeugnissen. Für die Architektur stehen so eine große Zahl von neuen Be- tontechnologien zur Verfü- gung. Dazu gehören verschie- denfarbige Zementsorten, mit denen sich das Aussehen von Betonoberflächen beeinflussen läßt. Zur weiteren Farbgestal- tung existieren anorganische Pigmente, die in den Beton ein- gemischt werden. Mit ihnen kann der Beton dauerhaft viele Farben annehmen. 114
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Beton revisited

Beton ist ein Werkstoff mit im-mer wieder erstaunlichen Ei-genschaften - er kann in nahe-zu jede gewünschte Form undviele Farben gebracht werdenund besitzt dabei abhängigvon der Armierung eine großeFestigkeit und Dauerhaftigkeit.Diese Eigenschaften liegen inder Struktur des Betons begrün-det. Grundsätzlich ist Betonein Zweistoffsystem aus einemfesten Zuschlagstoff (z.B. Kies)und einem zunächst viskosen(dickflüssigen) und nach demHärten festen Bindemittel (Ze-ment). Da das Bindemittel zu-nächst vor dem Härten flüssigist, läßt sich der Beton formen.

Je nach Zusammensetzungvon Zuschlagstoff und Binde-mittel sowie etwaigen Zusatz-mitteln, Fasern, Farbstoffen istes möglich, die Eigenschaftenvon Betonwerkstoffe'n den An-forderungen der jeweiligenBauaufgabe anzupassen - seies ein Wohngebäude, sei eseine Spannbetonbrücke, eineKläranlage oder ein Hochhaus.

Durch die unterschiedlichenMöglichkeiten der Verarbei-tung (Schalung, Armierung,Vorspannung) wird Beton sozu einem sehr vielseitigen Bau-material, das jedoch einige An-forderungen an Konstruktionund Bauausführung stellt.

In dem Problem der ange-messenen und fachgerechtenAnwendung des Betons liegtein Grund für den eher gerin-gen Beliebtheitsgrad dieses Ma-terials in der Öffentlichkeit.Bröckelnde Bauwerke von zwei-felhafter Behaglichkeit und Äs-thetik, in kurzer Zeit verantwor-tungslos geplant und gebaut,zeigen deutlich, daß Betonkein gedankenlos zu verarbei-tender Hau-Ruck-Werkstoff ist,sondern Fachkenntnis und Be-schäftigung mit seinen Qualitä-ten erfordert.

Aus der kritischen Diskus-sion über den Beton in der Öf-fentlichkeit scheint ein neuesVerhältnis zu seiner Anwen-dung entstanden zu sein. Sosind Anzeichen einer anderen,intelligenteren Verwendungs-weise dieses Baustoffs zu sehen.

Dies zeigt sich beispielsweiseauf dem Gebiet der Oberflä-chengestaltung von Beton.Nicht mehr nur die mehr oderweniger zufälligen Eigenschaf-ten des rasch verwitterndenSichtbetons sind gefragt. Der

Wunsch nach der Herstellungeiner Oberfläche von ganz eige-ner Beschaffenheit und beson-derer Taktilität macht vielmehraus dem Beton ein edles Materi-al und die Herstellung wird zueiner geradezu künstlerischenTechnologie. In den Werkenvon Tadao Ando beispielsweiseist diese poetische Qualität ei-ner grauen, aber perfekt ge-formten Betonoberfläche zuspüren. Hier wird der Baustoffder tragenden Konstruktionnicht hinter Verblendungenverborgen, sondern in höchsterOberflächenqualität offen ge-zeigt. Dies stellt natürlich höhe-re Anforderungen an die Zu-sammensetzung des Betons,die Schalungstechnik und andie Sorgfalt bei der Betonverar-beitung.

Auch Richard Rogers undPeter Rice benutzten beim Baudes Gebäudes für Lloyds inLondon sichtbare Betonoberflä-chen von Stützen und Decken.Hier aber kommt hinzu, daßder Beton als Baumaterial füreine weitgespannte sichtbareStruktur verwendet wird.Durch die Kombination vonvorgefertigten und auf der Bau-stelle hergestellten Teilen konn-te eine sehr leistungsfähigeStruktur in hoher Fertigungs-qualität erzielt werden.

Als weiteren Vorteil bietetder Beton im Gegensatz zudem sonst häufig für solcheTragwerke benutzten Stahleine eingebaute Feuersicher-heit. Daher konnten umfangrei-che Verkleidungen der tragen-den Teile - wie sie bei derHongkong Bank von NormanFoster notwendig waren - ein-gespart werden.

Die Plastizität von Beton-werkstoffen nutzt Renzo Pianobei den Lamellenschalen fürdas Dach der Menil Collectionin Houston. Diese Lamellenmußten eine genau definierteorganische Geometrie haben,um die geforderten Licht- undKlimaqualitäten in den Ausstel-lungsräumen zu gewährleisten.Um eine solche Verformbarkeitzu ermöglichen, wurde alsWerkstoff Ferrozement verwen-det. Ferrozement ist eine beson-dere Form des Stahlbetons, dieeine Armierung aus Stahlnetz-ten besitzt. Der Vorteil dieserBewehrung liegt in der verhält-nismäßig einfachen Formbar-keit der Stahlnetze, was dieHerstellung organischer For-men erleichtert. Weiterhin er-möglicht Ferrozement die Her-stellung von verhältnismäßigdünnen und leichten Schalenhoher Stabilität. Wegen deszwar arbeitsaufwendigen aberverhältnismäßig unkomplizier-ten Herstellungsverfahrens undder leicht erhältlichen Rohmate-

rialien Zement, Zuschlagstoffund Stahlgewebe ist die Ver-wendung von Ferrozement inEntwicklungsländern interes-sant. Aus Ferrozement könnengut gekrümmte Strukturen wiez.B. Boote, Silos oder Dächerhergestellt werden.

Im Hochhausbau bietet Be-ton durch die Anwendung mo-derner Gleit- und Kletterscha-

Interessante Perspektiven fürden Hochhausbau bietet dieVerwendung von hochfestemBeton. Dieser Betontyp erlaubtdurch seine hohe Druckfestig-keit eine wesentlich geringereDimensionierung der Trag-werksquerschnitte. Damit stelltBeton für diese Bauaufgabeeine Alternative zum Stahl dar.Während solcher Beton mit

lungstechnologien kurze Bau-zeiten bei wirtschaftlichenSchalungskosten, da die glei-che Schalung über die gesamteGebäudehöhe verwendet undnach Erhärtung des frischen Be-tons weiter nach oben gescho-ben wird. Ein Beispiel für dieFähigkeiten des Betons imHochhausbau ist der Messe-turm in Frankfurt/M. (Architek-ten Murphy/Jahn, Chicago/Frankfurt), das derzeit höchsteBürogebäude Europas und ei-nes der höchsten Stahlbeton-hochhäuser der Welt. Der Roh-bau dieses 256,5 m hohen und63.000 m2 Nutzfläche bieten-den Gebäudes wurde in nur 18Monaten fertiggestellt. DieWände des aussteifendenKerns wurden in Gleitbauweiseerstellt. Während jedem dersechs 10 bis 14 Tage dauern-dem Gleitabschnitt wurde Tagund Nacht Beton in die Scha-lung eingebracht, die von 250Hydraulikblöcken kontinuier-lich nach oben bewegt wurde.Die Kontrolle des Gleitens er-folgte mit Laserstrahlen, diejede Abweichung von der Hori-zontalen anzeigten und eineKorrektur der Bewegung ermög-lichten. Jeden Tag konnten so1,5 bis 3 m des Innenkerns her-gestellt werden. Nach Ende ei-nes Gleitabschnitts wurden inder dreiwöchigen Pause biszum Beginn des nächsten Ab-schnitts die Außenwände miteiner Kletterschalung und dieGeschoßdecken nachgefühlt.Wöchentlich wurden Außen-wände und Decken von zweiGeschossen fertiggestellt.

Aufbau der Stockwerkbö-den bei Lloyds: Die Be-tonstützen sind durchBalken verbunden, eineNetzstruktur trägt denFußboden.

Druckfestigkeiten bis zu 130N/mm2 in den USA seit mehrals 20 Jahren im Hochhausbauverwendet wird, war die Ver-breitung in Europa auf denBau von Ölplattformen aus Be-ton beschränkt. Erstes Beispielfür die Anwendung dieses Be-tons im europäischen Hoch-hausbau ist das neue Gebäudeder BfG-Bank in Frankfurt/M.(Architekten Kohn, Peterson ftFox, New York).

In der Altbausanierung kön-nen fehlende oder beschädigteFassadenteile aus dauerhafte-rem Faserzement nachgegossenwerden. Da Beton farbbar ist,gibt es rein optisch kaum Un-terschiede zwischen Naturstein-teilen und Betonerzeugnissen.Für die Architektur stehen soeine große Zahl von neuen Be-tontechnologien zur Verfü-gung. Dazu gehören verschie-denfarbige Zementsorten, mitdenen sich das Aussehen vonBetonoberflächen beeinflussenläßt. Zur weiteren Farbgestal-tung existieren anorganischePigmente, die in den Beton ein-gemischt werden. Mit ihnenkann der Beton dauerhaft vieleFarben annehmen.

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Durch den Einsatz von neu-entwickelten Schalungsbahnenläßt sich die Herstellung glat-ter, dichter Betonoberflächenvereinfachen. Mit variablenSchalungssystemen läßt sichfür eine große Zahl von Bau-aufgaben schnell und einfacheine passende Schalung herstel-len. Dadurch wird der arbeits-aufwendigste und kosteninten-sivste Teil des Betonbaus ver-einfacht.

Die Eigenschaften des Be-tons selbst können durch Zu-satzmittel verändert werden.So kann durch Verflüssigerund Fließmittel erreicht wer-den, daß der Beton plastischeVerarbeitungseigenschaftenaufweist oder weniger Wasserin der Mischung notwendig ist.Mit Erstarrungsverzögerernoder -beschleunigern kann dieVerarbeitungszeit verlängertoder verkürzt werden. Luftpo-renbildner lassen den Betonaufschäumen, wodurch im In-nern Luftporen entstehen, diedie Betondichte verringern und

dadurch die Wärmedämmungerhöhen etc..Für die Betonoberflächen vonbesonderer Bedeutung sind dieauf die Schalung aufgebrach-ten Trennmittel. Sie sollen dieHaftung zwischen Beton undSchalung verhindern und da-mit ein einfaches Ausschalenohne Oberflächenbeschädigungermöglichen sowie eine Verbes-serung der Betonfläche durchdie Verminderung von Porenerzielen. Mittlerweile sindTrennmittel, die als Grundstoffein pflanzliches Öl haben, er-hältlich. Sie verringern dieWassergefährdung im Ver-gleich zu Mitteln auf Mineralöl-basis.

Auch die Betonindustriescheint die Notwendigkeit zurverstärkten Beachtung ökologi-scher Belange erkannt zu ha-ben. Ein charakteristisches Bei-spiel für die Suche nach neuenumweltfreundlicheren Werk-stoffen ist der Ersatz von As-best in Faserzementen. In derMatrix solcher Zemente befin-

den sich Fasern zur Verbesse-rung des Riß- und Bruchverhal-tens. Eine wegen ihrer mechani-schen Eigenschaften für diesenVerwendungszweck ideale Fa-ser ist die Mineralfaser Asbest,die ungünstigerweise wegen ih-rer extrem kleinen Fasern Lun-genschäden hervorruft. Um Fa-serzemente, die z.B. für Dächerund Fassaden verwendet wer-den, ohne derartig gesundheits-schädliche Bestandteile herstel-len zu können, wurden neueFasermaterialien aus Glas undKunststoffen entwickelt. Eineweitere interessante Alternati-ve sind neue Faserzemente mitnatürlichen Fasern wie z.B.Bambus, Sisal oder Kokosfa-sern. Mit diesen Werkstoffenkönnen z.B. in Entwicklungs-ländern aus einheimischen Ma-terialien ohne teures ausländi-sches Know-How dauerhafteHäuser gebaut werden.

Beton ist auch in energeti-scher Hinsicht ein Werkstoffmit vielseitigen Eigenschaften.Normaler Beton ist aufgrund

aumar

seiner großen Masse ein guterWärmespeicher. Leichtbeton so-wie insbesondere Poren- undGasbeton besitzen eine geringe-re Dichte, was eine wärmeiso-lierende Wirkung zur Folgehat. Es existieren eine Reihevon Leichtbaustoffen aus Be-ton, mit denen sich stark wär-medämmende Außenwändeherstellen lassen.

Grundsätzlich ist Beton einenergieaufwendiger Baustoff,da zur Herstellung von Zementerhebliche Mengen an Energiein Form von fossilen Brennstof-fen benötigt werden. Es ist je-doch bemerkenswert, daß allewesentlichen Bestandteile desBetons hierzulande lokal vor-handen sind, so daß der Ener-gieaufwand für den Rohstoff-transport gering ist.

Rohbau-Abwicklung, Gleitschritte 1 txs6

Messeturm Frankfurt:Das höchste europäischeBürogebäude wurde inStahlbeton errichtet

Rohbauablauf mit denGleitabschnitten. Bau-zeit für den Rohbau: 18Monate.

Die Gleitschalung fürden Kern ist am weite-sten fortgeschritten, dieKletterschalung für dieLochfassade folgt nach.

Insgesamt ist der Energieauf-wand für die Betonherstellungweniger als ein zwanzigstel sogroß wie für die Herstellungvon Baustahl. Selbst bei Stahl-beton verhält sich der Gesamt-energieaufwand für die Produk-tion und den Transport gegen-über dem von Stahl wie 1:15.

Bei den weniger dichtenLeicht- und Gasbetonsorten istder volumenbezogene Energie-haushalt noch geringer. Amgünstigsten im Energiebedarfsind Leichtbetonsorten mit na-türlichen Zuschlagstoffen, wiez.B. Bims.

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Die größten Schadstoffantei-le bei der Betonherstellung ent-stehen in der Zementproduk-tion bei der Verbrennung fossi-ler Energieträger» daneben spie-len die bei der Zementherstel-lung freigesetzten Stäube eineRolle. Die Zementindustrie willjedoch den Schadstoffausstoßdurch den Einsatz technischerMittel verringern.

Bauphysikalisch besitzt Be-ton das Problem einer schlech-ten Dampfdiffusion und langsa-men Feuchtigkeitsabgabe. Die-se Charakteristika sind bei derBetonanwendung zu beachten,um negative Einflüsse auf dasInnenraumklima zu verhindern.

Neben diesen Baustoffen fürdie alltägliche Anwendungsind in den letzten JahrenHochleistungswerkstoffe mitBeton als Grundlage auf denMarkt gekommen: Dazu gehö-ren Hochleistungsverbundstäbeaus Glasfasern als Spannglie-der für den Spannbetonbau.Spannglieder aus solchen Ver-bundwerkstoffen sind korro-sionsbeständig und wesentlichleichter als Spannstahl bei ver-gleichbarer Zugfestigkeit. Siebieten ferner die Möglichkeitdes Einbaus von Sensoren, mitdenen jederzeit der Zustandder Vorspannung ermittelt wer-den kann und eventuelle Schä-den schnell lokalisiert werdenkönnen. Als weiteren Hochlei-stungswerkstoff kann man denoben erwähnten hochfesten Be-ton ansehen, dessen Eigen-schaften durch einen hohen Ze-mentanteil, geeignete Zusatz-stoffe wie Silicastäube und Zu-schlagstoffe hoher Festigkeit er-reicht werden.

Literatur:• Weigler/Karl, Beton - Arten- Herstellung - Eigenschaften;Ernst Ö Sohn, Berlin 1989• Beton-Kalender 1990; Ernstft Sohn, Berlin 1989• Zeitschrift Beton: Beton Ver-lag, Düsseldorf versch. Jahrg.

Terrament -rotbrauner ZementRohrbach ZementW-7466 Dotternhausen

Terrament ist ein Ölschieferze-ment in einer naturnahen rot-braunen Eigenfarbe, die durchBeeinflussung der Oxidations-stufen des in den Rohstoffenenthaltenen Eisenoxids erreichtwird. In den FestigkeitsklassenPÖZ 35 F und PÖZ 45 F erhält-lich, kann er für alle Bauaufga-ben eingesetzt werden. Damit

hergestellter Beton erhältdurch die rotbraune Zementfar-be ein dem SchwarzwälderBüntsandstein entsprechendesAussehen.

Je nach Zusammensetzungund Oberflächengestaltung istTerrament-Beton optisch vomnatürlichen Buntsandsteinnicht zu unterscheiden. Dies er-öffnet dem neuen Zement unddamit auch dem Baustoff Be-ton neue Anwendungsmöglich-keiten. Durch diese Zementsor-te erhält der Beton, neben derVielfalt in der Formgebung, di-rekt und ohne Zumischungvon Farbpigmenten seine eige-ne Farbe, die sich harmonischin die Umwelt einfügt.

Darüber hinaus kann Terra-ment zur Herstellung von Fer-tigteilen, Mauerblöcken, Pfla-stersteinen, Gartenelementensowie Putzen und Mörteln ein-gesetzt werden. Ein weitererEinsatzbereich ist die Renovie-

rung alter Buntsandsteinbau-werke. Mit Terrament wieder-hergestellte Bauwerke und Bau-teile sind dauerhafter und glei-chen dem Naturstein vollkom-men.

Durch die Verwendung ver-schiedener Zuschläge, dem Ein-satz unterschiedlicher Scha-lungstechniken und der Anwen-dung zusätzlicher Oberflächen-behandlungen können mit Ter-rament-Beton vielfältige Ober-flächengestaltungen erreichtwerden.

Anorganische Farb-pigmenteBayer AG, Geschäftsbereich Pig-mente und KeramikW-5090 Leverkusen

Farbiger und grauer Beton sind- unter betontechnologischenGesichtspunkten betrachtet -identisch. Zur Herstellung vonfarbigem Beton werden Farb-pigmente beim Mischen des Be-tons hinzugegeben. DerartigePigmente müssen zementbe-ständig sein und dürfen unterEinwirkung von Licht und Wet-ter nicht ausbleichen. Diese An-forderungen erfüllen nur anor-ganische Oxidpigmente.

Das Produktsortiment vonBayer auf diesem Gebiet um-faßt Bayferrox-Eisenoxidpig-mente in Rot, Gelb, Braun undSchwarz mit über 40 Farbtö-nen, Bayertitan-Weißpigmente,Chromoxidgrün sowie die Spi-nell Pigmente Lichtgelb, Licht-grün, Lichtblau und Echt-schwarz in 10 Farbtönen.

Hauptanwendungsgebiet fürmit Pigmenten gefärbten Beton

sind bislang Pflaster- undDachsteine, bei denen die Far-be als Mittel zur Umweltgestal-tung verwendet wird. In der Ar-chitektur bieten sich durch dieAnwendung von Betonpigmen-ten neue Gestaltungs- und Be-einflussungsmöglichkeiten beider Herstellung von Betonober-flächen.

Zemdrain -SchalungsbahnHersteller:Du Pont de NemoursVertrieb:Max Frank GmbH 6t Co KGW-8448 Leiblfing

Zemdrain ist eine Schalungs-bahn aus Polypropylen. DasProdukt dient als Schalungser-gänzung und kann über jedehandelsübliche Schalungsplattegespannt werden. Seine beson-dere Wirkungsweise basiert aufeiner Vielzahl von Mikroporen,die dem Material eine außerge-wöhnliche Saugfähigkeit undhohe Drainagekapazität verlei-hen.

Betontechnologisch gesehenbewirkt die Schalungsbahneine Reduktion des Wasserzem-entwerts im oberflächennahenBereich, wodurch sich die Gefu-gedichte erhöht, höhere Druck-festigkeiten erreicht werdenund sich eine wesentlich ver-besserte Widerstandsfähigkeitgegen chemische und mechani-sche Angriffe einstellt. Im Hin-blick auf die gestalterischenAspekte ist jedoch entschei-dend, daß gleichzeitig mit demüberschüssigen Zugabewasser

Di« Oberfläche von Be-ton soll durch die Wir-kung der Zemdrain-Scha-lungsbahn glatter wer-den und weniger Porenund Lunker aufweisen.

auch die im Beton eingeschlos-sene Luft durch die Porenstruk-tur des Materials nach außenabgeleitet wird, während fein-ste Zementpartikel zurückgehal-ten und verdichtet werden. DasErgebnis ist eine lunkerfreie,geschlossene Oberfläche.

Zemdfain verfügt über einegrobe und eine feine Seite. Inder Anwendung ist die grobe

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Seite dem Beton abgewandtund für die Aufnahme undSpeicherung des überschüssi-gen Wassers zuständig. Dienetzartige Textur der feinenSeite dagegen wird auf der Be-tonoberfläche reproduziert underzeugt eine völlig neue, je-doch ausgesprochen attraktive

Wasserabsorptionstest (ISAT)

0,8-1'

3 0,2-

0,0

Beton B35

0 50 100 150Zeit (Min.)

T Schalungsplatte ohne Nachbehandlung• Schalungsplane mit Nachbehandlung• ZEMDRAIN ohne Nachbehandlung• ZEMDRAIN mit Nachbehandlung

Sichtbetonwirkung, die sichdurch einen einheitlichen Grau-ton auszeichnet. Weitere Gestal-tungsvarianten ergeben sichdurch die Tatsache, daß zwi-schen Schalungsbahn undSchalung gestaltbildende Ele-mente eingelegt werden kön-nen, z.B. Metallgitter (Beweh-rungsmatten) oder Holzleisten.Diese Elemente werden durchdie straff gespannte Schalungs-bahn sicher in Position gehal-ten und beim Betonieren alsNegativform abgebildet. Aufdiese Weise läßt sich jede Be-tonoberfläche einfach undleicht, ohne großen Zusatzauf-wand und den kostspieligenEinsatz von Spezialschalungenabwechslungsreich strukturie-ren.

Schalungssysteme

Das Herstellen der Schalung istder zeit- und kostenaufwendig-ste Arbeitsgang beim Bauenmit Beton. Zur Rationalisie-rung dieser Arbeit sind seit ei-nigen Jahren Schalungssyste-me auf dem Markt, mit denenSchalungen schnell und ein-fach auf- und abgebaut wer-den können. Diese Systeme ha-ben gemeinsam, daß sie aus ei-ner Anzahl von Grundelemen-ten bestehen, aus denen inKombination eine große Zahlvon Schalungsaufgaben erfülltwerden können. Ingeniöse Ver-bindungselemente erlauben es,Schalungselemente verschiede-ner Größe aneinander zu setzen.

Viele Systemschalungen kön-nen aufgrund ihrer Stabilität ingrößeren Einheiten per Kranauf die Baustelle von Einsatz-ort zu Einsatzort transportiertwerden, was bei mehreren Bau-teilen gleicher Art eine erhebli-che Zeitersparnis bringt. Gleich-falls durch eine stabile Kon-struktion ist eine hohe Beton-druckfestigkeit bedingt. Darausergibt sich eine größere Beto-niergeschwindigkeit und somiteine weitere Zeitersparnis.

Neben den variablen Wand-schalungen existieren auchSchalungssysteme für Decken,runde Wände und Träger sowieGleit- und Kletterschalungen.Für besondere Aufgaben sindnach wie vor sondergefertigteSchalungen aus Holz erhält-lich, bei deren Konstruktion je-doch moderne computerunter-stützte Entwurfsverfahren ver-wendet werden können.

Kleinflächenschalung TekkoHünnebeck-RöRo GmbHPostfach 4240W-4030 Ratingen

Im Gegensatz zur altherge-brachten Kantholz-Brett-Scha-lung kann die Systemschalungimmer vollständig weiterver-wendet werden. Mit Tekkosteht ein Schalungssystemauch für kleinere Flächen undals Ergänzung zu großflächi-gen Schalungen zur Verfü-gung. Die Tekko-Tafeln sind120 cm und 90 cm hoch undfür einen Betondruck von 40kN/m^ bemessen. Die verschie-denen Tafelbreiten erlaubeneine Anpassung im 15 cm-Ra-ster. Hohe Einsatzzahlen garan-tiert die kunststoffbeschichteteSchalungshaut.

Großrahmenschalung MantoHünnebeck RöRo GmbHPostfach 4240W-4030 Ratingen

Die Systemschalung Manto isteine Rahmentafelschalung fürGrundrisse aller Größen. Die Ta-feln haben Höhen von 3,00 m,2,70 m und 1,20 m und sind inBreiten von 45 cm bis 2,40 mabgestuft im 15 cm Raster lie-ferbar. Alle Tafeln sind belie-big miteinander kombinierbar.Die starke Rahmenhöhe von14 cm zusammen mit der fe-sten Verbindung durch dieRichtzwinge ergibt eine hoheStabilität und Verwindungsstei-figkeit: Auch aufgestockte,großflächige Elemente von5,40 m und mehr lassen sichohne zusätzliche Versteifungmit dem Kran aufrichten undumsetzen. Bis 2,70 m Scha-lungshöhe ist die Betonierge-schwindigkeit unbegrenzt, beigrößeren Höhen hält die Scha-lung einen Betondruck von 60

/ ^ aus.

Die Grundelemente derTekko-Systemschalunglassen durch ihre kom-pakte Größe auch kleine-re Schalaufgaben ratio-nell erledigen.

Mit den Elementen derGroßflächenschalungManto können großeSchalabschnitte schnelleingeschalt werden,durch die Kombinierbar-keit des Systems ist eineAnpassung an viele Scha-lungsmaße möglich.

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RundschalungssystemPeri RundflexPeri GmbHPostfach 1264W-7912Weißenhom

Peri Rundflex ist ein Schalungs-system, dessen Elemente sichab einem Radius von 2,50 mstufenlos auf jede Krümmungverstellen lassen. Gitterträgerbilden die Basis der Schalung.Über Spindeln kann der Scha-lungsradius auf die gewünsch-te Krümmung eingestellt wer-den.

möglich; zusammen mit demZubehör ergeben sich vielfälti-ge Einsatzmöglichkeiten im Be-tonbau: Fundamente, Wände,Stützen, Unterzüge, Vieleckbe-hälter, Gewölbe, Stützmauern,Brückenwiderlager etc. könnenmit einem Schalsystem herge-stellt werden.

Mehr als 100 Einsätze kön-nen bei entsprechender Pflegeder Schalhaut erreicht werden.Die Verwendung der Raster-schalung spart Zeit, Rohstoff-und Personalkosten.

RundschalungssystemPeri Rundflex: Durch dieStellspindel kann dieSchalung verschiedeneRadien annehmen.

aschal RasterschalungPaschal-Werk G. Maier GmbHPostfach 1120W-7619 Steinach

Das Baukastensystem Raster-schalung besteht im wesentli-chen aus Schalelementen ver-schiedener Abmessungen, ei-nem einteiligen Verbindungs-element, dem Verbindungsbol-zen und Zubehör.

Die Schalelemente habengrundsätzlich den gleichen Auf-bau: Stabiler Stahlrahmen mitBautiefe 7,5 cm, darin ge-schützt eingelegt eine 15 mmstarke, elfschichtige Schalholz-tafel, die kantenversiegelt ist.Zum Schutz vor Betonflüssig-keit ist die Schalholztafel imStahlrahmen von einer Kunst-stoffmasse umgeben. Die Kom-bination der Schalelemente istin allen denkbaren Variationen

Bei immer gleichenSchalaufgaben über vie-le Stockwerke leisteteine Kletterschalungeine Beschleunigung desArbeitsablaufs (hierbeim BfG-Hochhaus inFrankfurt/M.).

Betonzusatzmittel

Addiment Fließmittel FM 1Heidelberger BaustofftechnikProduktgruppe AddimentPostfach 1360W-6906 Leimen

Das Fließmittel FM 1 verklei-nert die Reibungskräfte zwi-schen Zement und Zuschlag inder Betonmischung und verrin-gert ihren Wasseranspruch.Dies führt zu einer besondersstark verflüssigenden Wirkung.Zement und Zuschlag werdenintensiver vom Wasser benetzt.Der Beton wird dadurch homo-gener. Das Erstarrungsverhal-ten des Betons wird nicht ver-ändert.

Die starke Verflüssigung er-möglicht einmal bei gleicherBetonkonsistenz eine deutlicheVerminderung des Wasserzem-entwertes und damit eine Stei-gerung der Früh- und Endfe-stigkeit oder bei gleichem Was-serzementwert die Herstellungvon Beton mit sehr weicher,fließfähiger Konsistenz. Aussteifem Beton mit niedrigemWasserzementwert wird leichtverarbeitbarer Beton bis zumFließbeton. Die Betone lassensich leichter fördern, pumpen,einbringen, verteilen, verdich-ten und abziehen. Die weicheKonsistenz führt zu Kostenein-sparungen beim Betonieren.Die Absenkung des Wasserze-mentwertes verbessert die Ge-brauchseigenschaften des Be-tons wie z.B. die Wasserun-durchlässigkeit, die Dauerhaf-tigkeit, die Widerstandsfähig-keit gegen aggressive Medien.Die Reißneigung des Betonsgeht wegen des geringenSchwindens und Kriechens zu-rück.

Addiment Verzögerer VZ 1Heidelberger BaustofftechnikProduktgruppe AddimentPostfach 1360W-6906 Leimen

Die Reaktion des Zementes mitdem Wasser wird gebremst.Der Beton bleibt dadurch län-ger verarbeitbar. Durch entspre-chend gezielte Zugabemengeist es möglich, die gewünschteVerarbeitungszeit einzustellen.Die Temperaturentwicklungdes Betons wird reduziert unddie Gefahr von Temperaturris-sen vermindert. Durch die ver-zögernde Wirkung werden dieEndfestigkeiten des Betons er-höht. Gewollte oder ungewollteBetonierpausen und Arbeitsun-terbrechungen können über-brückt und Arbeitsfugen ver-hindert werden. Auch nach län-gerer Zeit kann der Beton noch

verarbeitet und nachverdichtetwerden. Addiment VZ 1 ist be-sonders für die Herstellung grö-ßerer monolithischer Bauteile,für Transportbeton sowie fürdas Betonieren bei warmer Wit-terung geeignet.

Addiment Trennmittel 2Heidelberger BauststofftechnikProduktgruppe AddimentPostfach 1360W-6906 Leimen

Addiment Trennmittel 2 ist einumweltfreundliches Trennmit-tel auf pflanzlicher Basis, biolo-gisch abbaubar und als nichtwassergefährdend klassifiziert.Das Produkt eignet sich für sau-gende und nichtsaugende Scha-lungen in allen Bereichen derBauindustrie. Es wird auf dieSchalung aufgetragen und er-möglicht nach dem Betoniereneine einfache und saubere Tren-nung der Schalung vom erhär-teten Beton. Durch seine sehrgute Trennwirkung erzielt eseine besonders gute und lunker-freie Betonoberfläche. SpezielleNaturbestandteile schützenStahlschalungen vor Rost underhöhen die Lebensdauer vonHolzschalungen.

Im Gegensatz zu herkömmli-chen Trennmitteln, die auf Ba-sis von Mineral- oder Synthe-

Addiment Trennmittel 2soll eine lunkerfreie undgleichmäßige Betonober-fläche gewährleisten.

tikölen aufgebaut sind, basiertAddiment Trennmittel 2 auf ei-nem Pflanzenöl. Es ist so zu-sammengesetzt, daß seine Be-standteile in kurzer Zeit vonden Mikroorganismen der Um-welt in unschädliche Stoffe um-gewandelt werden, gleiches ge-schieht in biologischen Kläran-lagen. Eine Belastung der Um-welt wird so erheblich vermin-dert. Für den Verarbeiter istdas Trennmittel gesundheitlichunbedenklich und durch dierückfettende Wirkung derpflanzlichen Grundstoffe in ho-hem Maße hautverträglich.

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Dolanit für Faser-zementeHoechst AGVerkauf FasernW-6230 Frankfurt/M 80

Dolanit ist eine Polyacrylnitril-faser, die zum Ersatz von As-best in Faserzementen entwik-kelt wurde. Acrylfasern werdenseit Jahrzehnten im Textübe-reich verwendet, während sieals technische Fasern erst seitMitte der achtziger Jahre aufdem Markt sind. Die Dolanit-Fasern für Faserzemente besit-zen einen nierenförmigen Quer-schnitt. Sie können im Gegen-satz zu Asbestfasern sich nichtin Einzelfibrilen aufspaltenund besitzen so immer eineGröße wesentlich über den me-dizinisch kritischen Wert, sodaß eine Lungengefährdungdurch mikrofeine Partikel aus-geschlossen werden kann.

In alkalischen Medien wiedem Zementleim zeigt Dolaniteine ausgezeichnete Beständig-keit. Weiterhin besitzt die Fa-ser die Eigenschaft einer hohenFestigkeit und Steifigkeit. Sieläßt sich gut in die Zementma-trix hineinmischen und zeigtdabei ein gutes Verbundverhal-ten mit dem Zement. Die Zu-gabe von Dolanit-Fasem in dieZementmatrix hat die Folge,daß der entstehende Beton we-sentlich biegezugfester ist alsBeton ohne derartige Faserzug-abe. Der gesamte Beton verhältsich zäher, d.h. er kann vordem Versagen mehr Energieaufnehmen und in eine plasti-sche Verformung umsetzen.Dies gilt auch für Druckbela-stungen, während die Druckfe-stigkeit des Betons selbst kaumerhöht wird. Weiterhin läßtsich das Rißverhalten des Be-tons durch die Faserzugabe ver-bessern. Die Schwindrißnei-gung nimmt beim Faserbetonzum größten Teil ab. Bei sonsti-gen Rissen infolge Material-überlastung entstehen durchdie Kraftverteilung in den Fa-sern zunächst mehrere kleineRisse. Dolanit-Fasern könnenauch bei stahlbewehrtem Betonverwendet werden, ohne daßder Verbund des Betons mitder Armierung beeinträchtigtwird.

Ein Hauptanwendungsgebietvon Faserbeton ist die Herstel-lung von leichten formstabilenBauteilen, wie z.B. Dach- undFassadenelemente. Im Bereichder Altbausanierung könnenFassadenbauteile gefertigt wer-den, die wegen der Festigkeit

des Faserbetons trotz kompli-zierter Formen die notwendigeStabilität besitzen. Auch Bautei-le für hohe dynamische Bela-stungen, wie z.B. Maschinen-fundamente oder Bauten in erd-bebengefährdeten Gebieten, so-wie Bauteile mit Dichtungs-funktion - beispielsweise Kel-ler - sind eine Anwendungs-möglichkeit für Faserzement.

Querschnitt der Acrylfa-ser Dolanit unter demRasterelektronenmikro-skop.

Die Dächer der restau-rierten Deichtorhallen inHamburg wurden mit as-bestfreien Eternit Euro-pa Dachplatten g

Faserzement

Eternit AGPostfach 12 62 60W-1000 Berlin 12

Die gesamte Produktpalette vonEternit für den Hochbau ist bis1990 auf asbestfreie Erzeugnis-se aus Faserzementen mitKunstfasern umgestellt worden.

Allen Fassaden- und Dach-platten ist gemeinsam, daß siewetterbeständig und formstabilsind. Die Fassadenelemente ha-ben die Aufgabe des Wetter-schutzes und der Gestaltungdes Gebäudes. LetzteremZweck dient eine große Aus-wahl von Fassadenplatten inverschiedenen Größen und Far-ben. Die Bandbreite des Ange-bots reicht von der kleinforma-tigen Schindel bis zur hinterlüf-teten Vorhangfassade. Hinter-lüftete Fassaden bieten nebender Funktion des Schutzes derhinter ihnen liegenden Wändevor Witterungseinflüssen auchdie des Wärmeschutzes. Auchbei Dachelementen liegt derHauptakzent auf dauerhaftem

Wetterschutz, bei dem jedochdurch eine Reihe unterschiedli-cher Formen und Farben auchdie gestalterischen Möglichkei-ten nicht zu kurz kommen.

Hochfester Beton

Anwendung undBauausführungen:Philipp HolzmannPostfach 11 09 33W-6000 Frankfurt/M 11

Die entscheidende Festigkeitsei-genschaft des Betons ist seineFähigkeit, auf Druck belastetwerden zu können. Im Hoch-hausbau treten große Lastenauf, jedoch war bis vor ca. 20Jahren nur die Stahlbauweisein der Lage, diese Lasten mitvertretbaren Tragwerksabmes-sungen zu tragen. Durch dieEntwicklung von neuen stati-schen Konzepten (Verwendungvon Lochfassade und Kern alstragendes System mit den Ge-schoßdecken als Aussteifung(tube-in-tube) und die Steige-rung der Druckfestigkeit vonBeton wurde dieser Werkstoffauch beim Bau von Hochhäu-sern interessant. Die PhilippHolzmann AG hat sich in denUSA durch die JA. Jones Con-struction Company in Charlot-te, North Carolina und auch inDeutschland seit längerem mitder Entwicklung und Anwen-dung von hochfestem Beton be-faßt.

Die Voraussetzung für dieHerstellung von hochfestem Be-ton wurde durch Fließmittel ge-schaffen, deren Zugabe sehrniedrige Wasserzementwertebei fließfähiger Konsistenz desFrischbetons ermöglicht. Dabeiverbleibt ein großer Teil der Ze-mentkörner unhydratisiert alshochfester Zuschlag im dichtenZementstein. Wesentlich fürdie Erzielung hoher Festigkei-ten ist darüberhinaus der Ein-satz von Süicastaub (Siliziumdi-oxid) als Betonzusatzstoff. Süi-castaub reagiert in der Beton-mischung sekundär mit demCalciumhydroxid, das bei derHydration (Reaktion mit Was-ser) von Zement abgespaltenwird. Es entsteht ein Calciumsi-likathydrat, das die Dichtigkeitund Festigkeit des Betons er-heblich verbessert. Das Gefügedes hochfesten Betons ist ho-mogener als das des üblichenBetons, was durch die Verwen-dung feineren Zuschlags(Größtkomdurchmesser 8-16mm) erreicht wird. Die Unter-schiede in den mechanischenEigenschaften von Zementsteinund Zuschlag werden ausgegli-chen.

Für die Anwendung vonhochfestem Beton im Hoch-hausbau ist das 1990 fertigge-

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stellte 65 geschossige Büroge-bäude „311 South Wacker Dri-ve" in Chicago besonders be-merkenswert. Mit einer Höhevon 292 m ist es das höchsteHochhaus der Welt aus Beton.Es wurde von der Holzmann-Beteiligungsgesellschaft JA.Jones Construction Comp. aus-geführt. Die Entscheidung, dasGebäude mit 158.000 m^Ge-schoßfläche in Stahlbeton zuerrichten, wurde nach Prüfungaller Konstruktionsmöglichkei-ten getroffen. Die bisher über-wiegend im Hochhausbau übli-che Stahlskelettbauweise er-wies sich als für die gewünsch-te Architektur des Gebäudes un-günstig und hätte aufwendigeFundamente erfordert. Zudemwurde die Betonbauweisedurch steigende Stahlpreiseund die Möglichkeit des Einsat-zes von hochfestem Beton be-günstigt, dessen Verwendunggegenüber stählernen Stützenpraktisch keine Einbußen anNutzfläche mit sich bringt. Diestatische Konstruktion des Ge-bäudes besteht aus Wandschei-ben im Gebäudekern und räum-lichen Stockwerksrahmen, diein die Außenhülle einbezogensind. Für die senkrechten Trag-glieder kamen insgesamt47.000 m3 hochfester Betonmit Festigkeiten von 62 N/mm2

bis 100 N/mm2 zur Anwen-dung. In jeweils 5 Tagen wurdeein komplettes Geschoß fertig-gestellt.

Die erste Anwendung hochfe-sten Betons in Deutschlandfand beim Bau des Verwal-tungsgebäudes der Bank für Ge-meinwirtschaft in Frankfurt/M.statt. Mitte 1990 begannen dieBauarbeiten für das 186 mhohe Gebäude an der Gallusan-lage. Im Bereich der unterenGeschosse wurden einige Stüt-zen und Wandteile mit hochfe-stem Beton hergestellt. Die Aus-führung erfolgte im Rahmendes Gesamtauftrages durch diePhilipp Holzmann AG gestütztauf den Erfahrungen in denUSA. Gewählt wurde ein Betonder Festigkeitsklasse B 85(Druckfestigkeit 85 N/mm2),für dessen Anwendung eineSondergenehmigung erforder-lich war. Dazu waren umfang-reiche statisch-konstruktiveund betontechnologische Unter-suchungen notwendig.

Hochfester Beton wird mitzunehmender Festigkeit sprö-der gegenüber Normalbeton.Deshalb ist eine sorgfältigekonstruktive Gestaltung vonBauteilen aus hochfestem Be-

ton von großer Wichtigkeit.Die Erzielung noch größerer Fe-stigkeiten bis zu 150 N/mm2er-scheint heute realistisch. Aller-dings besteht noch ein weitererForschungsbedarf bezüglich be-tontechnologischer Fragen so-wie Bemessung und Konstruk-tion. Nach Klärung dieser Fra-gen ist zu erwarten, daß hoch-fester Beton künftig zu den ge-normten Standartfestigkeitengehören und Sondergenehmi-gungen für seine Verwendungentbehrlich werden.

Spannglieder ausHLV mit Sensor-technologieHochleistungsverbundstäbe(HLV):Bayer AG, Geschäftsfeld Hochlei-stungshalbzeugeW-5090 LeverkusenVorspannelemente und Sensor-technologie:SICOM Gesellschaft für Sensor-und Vorspanntechnik mbHGremberger Str. 151aW-5000 Köln 91

Faserverstärkte Hochleistungs-werkstoffe sind seit Jahren inder Luft- und Raumfahrttech-nik in Verwendung, weil sieeine sehr hohe Festigkeit mitgeringem Gewicht verbinden.Ein weiterer entscheidenderVorteil gegenüber metallischenWerkstoffen ist ihre Korrosions-unempfindlichkeit. Letztere Ei-genschaft macht die Verwen-dung von faserverstärkten Ver-bundwerkstoffen als Spannglie-der für den Betonbau interes-sant

Ein bekanntes Problem beider Unterhaltung von Spannbe-tonbrücken ist die Korrosionder Spannglieder infolge Um-welteinflüssen, einsickerndemWasser, Tausalz etc.. Kontrolleund Sanierung beschädigterBrücken ist eine kostenaufwen-dige Aufgabe. Ähnliche Schwie-rigkeiten ergeben sich bei allenBauwerken in korrosionsför-dernder Umgebung - seien esIndustrieanlagen der chemi-schen Industrie, Kläranlagenoder Schwimmbäder. Ausge-hend von dieser Problematikund den nachgewiesenen positi-ven Eigenschaften von Faser-verbundwerkstoffen wurden inden vergangenen Jahren Hoch-leistungs-Verbundstäbe (HLV)aus Glasfaserwerkstoff für dieAnwendung im Spannbeton-bau entwickelt.

Der glasfaserverstärkte Werk-stoff, der die Grundlage für dieHLV bildet, ist unter dem Han-delsnamen Polystal auf dem

Markt. Er besteht aus streng li-near orientierten Glasfasern,die mit härtbaren Kunststoffen(Duroplaste) oder Thermopla-sten zu Halbzeugen verbundensind. Zum Schutz des Werk-stoffs vor äußeren Einflüssenbesitzen die Polystal-Stäbeeine Kunststoffummantelung.Sie werden in einem kontinuier-lichen Verfahren hergestellt,d.h. es werden ohne Unterbre-chung große Profillängen an ei-nem Stück produziert. Das Her-stellungsverfahren erlaubt dasEinbringen hoher Fasergehalte,was eine hohe Längsfestigkeit

gewährleistet. Zu den weiterenEigenschaften von Polystal ge-hören niedrige Dichte, Korro-sions- und Witterungsbestän-digkeit und eine elektromagne-tische Neutralität.

Die aus Polystal hergestell-ten HLV besitzen eine Spann-stählen vergleichbare Zugfestig-keit, ihr Elastizitätsmodul ist je-doch nur ein Viertel so großwie der von Spannstählen. Dasbedeutet, daß HLV viermal soelastisch sind wie Spannstähle,was HLV wesentlich unemp-findlicher gegen Kriech- undSchwindverkürzungen des Be-

Polystal-Glasfaserver-bundstäbe im Rohzu-stand.

Hochleistungsverbund-stab mit eingebettetenPolystal-Glasfasern.

Prinzip der Glasfaser-Sensoren: Aus einer bela-steten (gebogenen) Glas-faser tritt ein Teil destransportierten Lichts aus.

Dehnungsmessung mitdem Glasfaser-Sensor:oben ist der Glasfaser-stab mit dem Sensor un-belastet; unten wird ander überdehnten Stellenur ein Teil des Lichtsdurchgelassen. DurchMessungen der Lichtver-änderungen lassen sichOrt und Größe der Bela-stung feststellen.

Aufbauskizze eines Über-wachungssystems fürBauwerke: Wenn eineBelastung des Lichtwel-lenleiter-Sensors (Glasfa-ser) registriert wird,kann vom Steuerungs-rechner eine Alarmmel-dung in die Überwa-chungszentrale gegebenwerden.

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tons macht. Die HLV zeigen biszum Bruch ein elastisches Ver-halten, sie verformen sich auchbei hohen Belastungen nichtdauerhaft. Ein besonderer Vor-teil der HLV ist, daß ihr Zu-stand durch eingebaute Glasfa-ser-Sensoren permanent über-wacht werden kann, auchwenn sie einbetoniert sind. Da-bei macht man sich die Erfah-rungen zunutze, die mit Glasfa-sern als Übertragungsmediumgesammelt wurden. WerdenGlasfasern mechanisch bela-stet, so treten in ihnen Mikro-verkrümmungen auf, die das inden Fasern übertragene Lichtstreuen. Diese Streuverlustesind meßbar und zeigen eineVeränderung der Belastung desSensors an. Mit solchen Senso-ren, sie als zusätzliche Fasernin die Verbundstäbe einge-bracht werden, können Verfor-mungs-, Belastungs- und Span-nungszustände von HLV-Spanngliedera gemessen sowieihre Unversehrtheit überprüftwerden. Bei Unregelmäßigkei-ten können mit dem Sensorsy-stem die Schäden lokalisiertwerden.

In Verbindung mit Kupfer-drahtsensoren, die Veränderun-gen des Spannungszustandesdurch eine Kapazitätsänderunganzeigen, läßt sich so ein re-dundantes (mehrfach gesicher-tes) Meß- und Überwachungs-system für die HLV-Spannglie-der aufbauen. Mit derartigenSensorsystemen lassen sich wei-tere entscheidende Zustandsei-genschaften in Bauwerken -z.B. die Rißbildung und -große

Vergleich des Hydrations-vorgangs und der Mikro-Struktur von normalemund hochfestem Beton.

Vergleich der Abmes-sung von Stützen glei-cher Tragfähigkeit ausStahl und hochfestemBeton.

Vergleich der Querschnit-te von Stützen gleicherTragfähigkeit aus norma-lem und hochfestem Be-ton.

- überwachen. Es ist möglich,die Meßergebnisse durch Com-puter mit entsprechend aufge-bauter Software aufbereiten zulassen, um Anzeichen auf Be-schädigungen rechtzeitig fest-stellen zu können. Man kannso Belastungs- und Zustands-profile für ein Bauwerk erstel-len. Eine solche permanenteBauwerksüberwachung ermög-licht die gezielte und frühzeiti-ge Lokalisierung von Beschädi-gungen. Es entstehen so „intel-ligente" Bauwerksstrukturen,die ihren Zustand der zuständi-gen Kontrollstelle selbsttätigmitteilen.

Bereits heute existieren meh-rere Anwendungsgebiete fürTragwerke mit HLV-Spannglie-dern, in die die Sensortechnikzur Bauwerksüberwachung ein-gebaut worden ist. Bisher wur-den hauptsächlich Brücken alsDemonstrationsprojekte ausge-führt, jedoch sind HLV-Spann-glieder auch in anderen Berei-chen des Spannbetons denkbar.

Grundriß, Schnitt undAnsicht des höchstenStahlbetonhauses derWelt: .311 South Wak-ker Drive" in Chicago.

Grundriß und Schnittdurch die Untergeschos-se des neuen BfG-Gebäu-des in Frankfurt

Tabelle der Zusammen-setzung des hochfestenBetons für das BfG-Hochaus.

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YTONG Porenbeton-BauelementeYTONG AGHornstraße 3W-8000 München 40

Porenbeton besitzt aufgrundder in den Poren enthaltenenLuft eine geringere Dichte alsNormalbeton und einen gutenWärmedämmwert. Aus diesemMaterial wird von YTONG einePalette von Systembauteilenproduziert. Diese Produkte kön-nen wegen ihrer geringeren

Dichte und damit geringerenGewichts größere Abmessun-gen haben, wodurch das Bauenmit ihnen beschleunigt wird.

Durch ihren Wärmedämm-wert zwischen 0,12 und 0,27W/mK leisten die YTONG Bau-elemente einen Beitrag zurEnergieeinsparung und zumUmweltschutz. Aber nicht nurin der Anwendung sind dieseBauelemente energiesparend,sondern auch der Energiever-brauch bei ihrer Herstellung istim Vergleich zu Ziegeln oderKalksandstein gering.

Um eine Hilfestellung beider Nutzung der energiesparen-den Qualtitäten ihrer Produktezu geben, hat YTONG eine Bro-schüre zum Thema Niedrigener-giehäuser herausgegeben. Dortfindet sich eine mit vielenZeichnungen illustrierte Einfüh-rung in die Grundlagen desNiedrigenergiehauses. Weiter-hin werden eine große Anzahlvon praktischen Informationenzum Bau eines Niedrigenergie-hauses gegeben. Die Themen er-strecken sich dabei von derWärmedämmung und der öko-logischen Qualität von Baustof-fen bis hin zu einer Gebrauchs-anleitung für das energiebe-wußte Wohnen in einem sol-chen Haus.

Leichtbetonsteinemit Naturbims-zuschlag

Bisotherm GmbHEisenbahnstr. 12W-5403 Mülheim-Kärlich

Bisotherm-Baustoffe werdenaus in Spezialverfahren aufbe-reitetem vulkanischen Natur-bims hergestellt. Dieser Bimsbeinhaltet natürliche Luftpo-ren, wodurch Leichtbetonstei-ne, die mit Bims als Zuschlag-stoff gefertigt werden, eine ge-ringe Wärmeleitfähigkeit (biszu 0,12 W/mK beim neuen Bi-so-SW-PLUS-Stein) besitzen.Derartige Werte erlauben ein-schaliges Mauerwerk ohne zu-sätzliche Dämmhilfen.

Durch den Bimszuschlag be-sitzen die Bisotherm-Steinefeuchtigkeits- und klimaregulie-rende Eigenschaften sowie mas-sive Schallschutzvorteile. Au-ßerdem sind die Steine nichtbrennbar und erfüllen höchsteFeuerschutzanforderungen.

Die Steine aus dem Biso-therm-System sind in über80 verschiedenen Steintypen,-festigkeitsklassen und -forma-ten erhältlich. Zusätzlich gibtes das Bisoplan-System mit ent-

Der neue Biso-SW-PlusLeichtbetonstein besitztdurch seinen Naturbims-zuschlag sichtbare Po-ren, die seine gute Wär-meisolation begründen.

sprechenden Wännedämmwer-ten, einem umlaufenden Nut-und Feder-System und verar-beitungsgerechtem Format undGewicht, so daß sie sich zurzeit- und kostensparenden Roh-bauerstellung durch Fachleuteund auch Selbstbauer eignen.

Das Bisotherm-Systemeignet sich durch seineAuswahl an Steinabmes-sungen auch zur Al t -bau- und Fachwerksanie-rung.

Mehr Architektur-und Baufachbücher als sonst irgendwofinden Sie im Katalog und im Verkaufs-raum von KK:FachbuchhandlungKarl Krämerdie führende deutsche Fachbuchhandlungfür Architektur und BauwesenRotebühlstraße 40 7000 StuttgartTel. (0711) 613027

Der Bisoplan-Block mitdem Nut-/Feder-Systemist ebenfalls aus Leicht-beton mit Naturbimszu-schlag.

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