Bei Beton-Lärmschutzwänden (LSW) mit monolithisch verbundener Vorsatzschale aus haufwerksporigem Leichtbeton (LAC) und gefügedichter Stahlbetontragschale wurden diverse Schadenserscheinungen wie Rissbildungen, oberflächennahe Abwitterungen und Abplatzungen innerhalb der LAC-Vorsatzschale bis hin zu lokalen Verbundstörungen mit partiellem Ablösen und Herabfallen der Vorsatzschale festgestellt.
Ziel des Forschungsvorhabens war die systematische Analyse dieser Schadensursachen und Schadensentstehungsmechanismen unter Berücksichtigung konstruktiver, hygrischer, thermischer und materialtechnologischer Einflussgrößen, wofür repräsentative LSW-Bauwerke bauwerksdiagnostisch ausgewertet und materialtechnologische Untersuchungen zu Gefügestruktur, Wasseraufnahme-, Wasserspeicher- sowie Frost-Tausalz-Widerstandsverhalten des LAC durchgeführt wurden.
Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse aus dieser Schadensursachenanalyse wurden abschließend konkrete konstruktive, betriebliche und materialtechnologische Maßnahmen abgeleitet, um die Dauerhaftigkeit und eine qualitätsgesicherte Ausführung von Beton-LSW mit einer Vorsatzschale aus LAC verlässlich sicherzustellen.
Die Abbildung zeigt bespielhaft die Segmentierung einer LAC-Probe, die mittels Mikro-Computertomographie (Micro-CT) hochauflösend gescannt wurde, um die räumliche Verteilung der Haufwerksporen präzise zu visualisieren und quantitativ auswerten zu können.
Die feine rezyklierte Gesteinskörnung bzw. der RC-Brechsand fällt beim Beton- und Mauerwerksabbruch an und umfasst die Kornfraktionen unter 2 mm. In Deutschland ist die Wiederverwendung der rezyklierten Gesteinskörnung (< 2 mm Korngröße) im Beton regelwerksbedingt ausgeschlossen.
Stattdessen wird diese als mineralischer Bauabfall auf Deponien gelagert oder teilweise in der Zementherstellung wiederverwendet.
In Anbetracht der sehr hohen anfallenden Mengen an solchen feinen Brechsanden, müssen für deren Wedereinführung in den Stoffkreis weitere Anwendungsmöglichkeiten erschlossen werden.
Die schwankende und mit Unschärfen behaftete Qualität der RC-Brechsande ist der Hauptgrund für die aktuellen Anwendungseinschränkungen in der Praxis. Dazu gehören die inhärenten Fremdstoffe und Verunreinigungen (Chloride, Sulfate, Organik) sowie die Zementsteinanhaftungen mit negativen Auswirkungen auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften.
Daher setzt die Wiederverwendung von RC-Gesteinskörnung eine adäquate Charakterisierung voraus, womit Herr Cömert sich im Rahmen seiner Bachelorarbeit beschäftigt hat. Das beiliegende Bild stellt die stoffliche Heterogenität eines Bauschuttbrechsandes dar.
Die Wiederverwendung alter Stahlbetonbauteile erfordert eine angemessene Charakterisierung hinsichtlich Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit. Genau damit beschäftigt sich Oleksandr Al-Shboul im Rahmen seines Projekts B02 als Teil des SFB 1683. Die Frage lautet: Können wir die Bauteile allein anhand oberflächennaher zerstörungsfreier Messungen vollständig charakterisieren?
Dies will er herausfinden, indem er verschiedene Testmethoden kombiniert und eine tiefgehende Datenanalyse auf Basis von maschinellem Lernen durchführt.
Diese Frage erfordert zudem eine ordnungsgemäße Validierung auf der Grundlage direkter, zerstörender Messungen. Aus diesem Grund gleicht das Bauteil einem Minenfeld: Hunderte von Kernbohrungen wurden aus verschiedenen alten Bauteilen entnommen, die aus einem 2022 auf dem RUB-Campus abgerissenen Gebäude stammen.
Die Abbildung entstammt der Bachelorarbeit von Julia Rogalski zum Thema „Experimentelle Untersuchungen zur Materialdegradation und Gefügestruktur von haufwerksporigen Leichtbetonen und deren Ausgangsstoffen“ am Lehrstuhl für Baustofftechnik, in deren Rahmen experimentelle Untersuchungen zum Frost-Tausalz-Widerstand haufwerksporiger Leichtbetone durchgeführt wurden. Dargestellt ist die Gefügestruktur eines haufwerksporigen Leichtbetons mit Blähschiefer, aufgenommen mittels Lichtmikroskop bei 20-facher Vergrößerung.