Jahresbericht 2014 - Institute of Building Materials Research and
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Jahresbericht 2014 - Institute of Building Materials Research and
FORSCHUNG ENTWICKLUNG ÜBERWACHUNG PRÜFUNG BERATUNG Jahresbericht 2014 des Lehrstuhls für Baustoffkunde am Institut für Bauforschung der RWTH Aachen University www.ibac.rwth-aachen.de JAHRESBERICHT 2014 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber Prof. Dr.-Ing. Anya Vollpracht IMPRESSUM Der Lehrstuhl für Baustoffkunde im Institut für Bauforschung Aachen (ibac) ist eine Organisationseinheit der RWTH Aachen University, die wiederum eine Körperschaft des öffentlichen Rechts unter Aufsicht des Ministeriums für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes NordrheinWestfalen ist. Anschrift: Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen University Lehrstuhl für Baustoffkunde Schinkelstraße 3 52062 Aachen (Germany) Telefon: +49 (0) 241 80-9 51 00 Telefax: +49 (0) 241 80-9 21 39 E-Mail: [email protected] www.ibac.rwth-aachen.de Betriebsleiter: Dr. U.J.F. Thomas Krüger [email protected] Redaktion: Sigrid Hubatsch [email protected] Rüdiger Schwarz [email protected] Redaktionsschluss: 31.12.2014 Layout: Dipl.-Des. (FH) Ute Leonhardt [email protected] Erscheinungsweise: Einmal jährlich online Das Werk einschließlich seiner Texte ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen und die Speicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Namentlich gekennzeichnete Beiträge geben die Meinung des Verfassers wieder, die nicht unbedingt mit der Redaktion/dem Herausgeber übereinstimmen muss. INHALTSVERZEICHNIS Impressum .........................................................................................................................................2 Inhaltsverzeichnis ..............................................................................................................................3 1 Vorwort ........................................................................................................................................5 2 Der Lehrstuhl am Institut für Bauforschung ................................................................................7 3 Lehre ...........................................................................................................................................8 3.1 Vorlesungen, Übungen, Praktikum ......................................................................................... 8 3.2 Bachelor- und Masterarbeiten ................................................................................................ 9 3.2.1 Bachelorarbeiten.............................................................................................................. 9 3.2.2 Masterarbeiten ............................................................................................................... 10 4 Juniorprofessur / Promotionen ..................................................................................................11 4.1 Juniorprofessur für Dr.-Ing. Anya Vollpracht ........................................................................ 11 4.2 Promotionen ......................................................................................................................... 11 5 Forschung .................................................................................................................................15 5.1 Juniorprofessur Umweltverträglichkeit von Baustoffen / Bindemittel .................................... 15 5.1.1 Bericht der Juniorprofessorin ......................................................................................... 15 5.2 Arbeitsgruppe Bindemittel .................................................................................................... 16 5.2.1 Forschungsschwerpunkte Gruppe Bindemittel .............................................................. 16 5.2.2 Forschungsarbeiten Gruppe Bindemittel ....................................................................... 16 5.2.3 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Bindemittel .......................... 17 5.3 Arbeitsgruppe Umweltverträglichkeit .................................................................................... 21 5.3.1 Forschungsschwerpunkte Gruppe Umweltverträglichkeit .............................................. 21 5.3.2 Forschungsarbeiten Gruppe Umweltverträglichkeit ....................................................... 21 5.3.3 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Umweltverträglichkeit ......... 22 5.4 Arbeitsgruppe Beton ............................................................................................................. 29 5.4.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters .................................................................................. 29 5.4.2 Forschungsschwerpunkte .............................................................................................. 29 5.4.3 Forschungsarbeiten ....................................................................................................... 30 5.4.4 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Beton .................................. 31 5.5 Arbeitsgruppe Mauerwerk .................................................................................................... 35 5.5.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters .................................................................................. 35 5.5.2 Forschungsschwerpunkte .............................................................................................. 35 5.5.3 Forschungsarbeiten ....................................................................................................... 36 5.5.4 Kurzbericht eines ausgewählten Forschungsvorhabens Gruppe Mauerwerk................ 37 5.6 Arbeitsgruppe Mineralogie und Anorganische Chemie ........................................................ 39 5.6.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters .................................................................................. 39 5.6.2 Forschungsschwerpunkte .............................................................................................. 39 6 PÜZ-Stellen ...............................................................................................................................41 6.1 Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstellen (PÜZ-Stellen) ........................................... 41 7 Veranstaltungen des Lehrstuhls für Baustoffkunde ..................................................................43 8 Publikationen ............................................................................................................................45 8.1 in wissenschaftlichen Zeitschriften ....................................................................................... 45 8.2 auf wesentlichen Fachkongressen ....................................................................................... 46 8.3 in wesentlichen Büchern ...................................................................................................... 47 9 Mitarbeit in Ausschüssen ..........................................................................................................48 10 Personal ....................................................................................................................................52 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 1 Vorwort VORWORT Liebe Freunde des ibac, das Jahr 2014 wird wohl als „Jahr der Ressourcenentflechtung“ in die Annalen des ibac eingehen. Zu Jahresbeginn wurde eine grundlegende Umstrukturierung des Instituts vorgenommen, die dem Lehrstuhl für Baustoffkunde und dem Lehr- und Forschungsgebiet Baustoffkunde – Bauwerkserhaltung und Instandsetzung jeweils Eigenständigkeit bringt und Reibungsverluste minimieren soll. Insbesondere wurde das nichtwissenschaftliche Personal, Geräte und Räumlichkeiten eindeutig zugeordnet, um, wie eingangs erwähnt, die gemeinsam genutzten Ressourcen zu entflechten. Zeitgleich wurde eine neue Professur am ibac eingerichtet: Prof. Dr. rer. nat Oliver Weichold hat das Lehr- und Forschungsgebiet Strukturelle Polymerkomposite im Bauwesen übernommen und wird z. B. im Bereich Bauwerkserhaltung und Instandsetzung neue Forschungsaspekte in das ibac hineinbringen. Seit Juni 2014 haben wir zudem eine Juniorprofessur zur Umweltverträglichkeit von Baustoffen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Anya Vollpracht, die dem Lehrstuhl für Baustoffkunde angegliedert ist. Somit hat das ibac nun zwei Abteilungen mit jeweils zwei Professuren. Nach wie vor ist es gewünscht, die Kollegen bereichsübergreifend um Rat zu fragen und Aufträge an Labore der anderen Abteilung zu vergeben. Beide Abteilungen haben aber nun die Möglichkeit, die alltäglichen Herausforderungen auf ihre eigene Art und Weise zu lösen und ihre Belange auch gegenüber der Fakultät unabhängig zu vertreten. In diesem Sinne berichten wir nun in diesem Rückblick über die Aktivitäten des Lehrstuhls für Baustoffkunde und der Juniorprofessur Umweltverträglichkeit von Baustoffen am Institut für Bauforschung im Jahr 2014. Ganz im Sinne der Umweltverträglichkeit haben wir uns entschlossen, Papier zu sparen und ab diesem Jahr den Jahresbericht des Lehrstuhls in elektronischer Form auf unserer Webseite herauszugeben. Neben den zahlreichen kleinen Neuerungen durch die Umstrukturierung hat uns die Aktualisierung und Änderung unserer Akkreditierung im Prüflabor und in der Zertifizierungsstelle in 2014 intensiv beschäftigt. An dieser Stelle stellt man sich schon manchmal die Frage, ob der erhebliche zeitliche und finanzielle Aufwand für die Akkreditierung im Hinblick auf eine Verbesserung der Qualität unserer Baustoffe tatsächlich zielführend und gerechtfertigt ist. Im Bereich der Lehre ist festzustellen, dass der Zustrom an neuen Studierenden bisher ungebremst ist, so dass wir nach wie vor mit überfüllten Hörsälen zu kämpfen haben und wir die Übungen aufgrund der hohen Teilnehmerzahl nicht so gestalten können, wie wir es als optimal ansehen. Dennoch bleiben praktische Übungen im Labor Bestandteil der Ausbildung und wir hoffen, dass zukünftig wieder kleinere Gruppengrößen möglich sein werden. Ergänzend zur traditionellen Lehre arbeiten wir an einem Ausbau des Blended Learnings. Dies beinhaltet vorlesungsbegleitende E-Tests und vertonte Folien, die die wesentlichen Inhalte einer Vorlesung kurz zusammenfassen und den Studierenden die Möglichkeit geben, den Stoff zu Hause zu wiederholen oder vorzubereiten. In der Forschung setzt sich der Trend zu interdisziplinären Gemeinschaftsprojekten fort. Die Zusammenarbeit mit Forschern z. B. aus dem Bereich des Maschinenbaus, der Werkstoffforschung 5 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Vorwort oder der Chemie ermöglicht den beteiligten wissenschaftlichen Mitarbeitern einen Blick über den Tellerrand und hilft uns, tiefer in die Grundlagenforschung einzusteigen. An dieser Stelle möchten wir uns bei allen bedanken, die uns in unserer Arbeit und auch der persönlichen Weiterbildung unterstützt haben, die uns ihr Vertrauen geschenkt oder uns mit ihren Ideen und Anregungen begeistert haben. Ihre Anya Vollpracht Wolfgang Brameshuber 6 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 2 Der Lehrstuhl am Institut DER LEHRSTUHL AM INSTITUT FÜR BAUFORSCHUNG Juniorprofessur Umweltverträglichkeit von Baustoffen Lehrstuhl für Baustoffkunde Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber Beton Mauerwerk Mineralogie und Anorganische Chemie Labore Prof. Dr.-Ing. Anya Vollpracht Betriebsleitung Bibliothek Grafik IT-Services Mechanik Personal Rechnungswesen Sekretariat Textverarbeitung Bindemittel Umweltverträglichkeit Zertifizierungsstelle für Bauprodukte (BauPVO) PÜZ-Stellen (LBO) 7 Labor Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 3 Lehre LEHRE 3.1 Vorlesungen, Übungen, Praktikum Der Lehrstuhl für Baustoffkunde betreute im Sommersemester 2014 insgesamt 607 Studierende und im Wintersemester 2014/2015 insgesamt 1567 Studierende. Sommersemester 2014 Studierendenzahlen für das Jahr 2014 Institut für Bauforschung - Lehrstuhl für Baustoffkunde Veranstaltung Baustoffkunde II (insgesamt 582 Studenten) Studiengang Anzahl Studenten Bauingenieurwesen 302 Wirtschaftsingenieurwesen 165 Umweltingenieurwissenschaften 7 Mobilität und Verkehr 69 Lehramt 14 25 Institutspraktikum Wintersemester 2014 / 2015 Baustoffkunde I (insgesamt 723 Studenten) Baustoffkunde I für Architekten (insgesamt 222 Studenten) Baustoffkunde 3 (insgesamt 282 Studenten) Beton – Eigenschaften und Prüfung (insgesamt 94 Studenten) Grundlagen der Physik (insgesamt 246 Studenten) Bauingenieurwesen 290 Wirtschaftsingenieurwesen 202 Umweltingenieurwissenschaften 153 Mobilität und Verkehr 67 Lehramt 11 Architektur 217 Entsorgungsingenieurwesen 1 Umweltingenieurwissenschaften 4 Bauingenieurwesen 259 Lehramt 12 Umweltingenieurwissenschaften 9 Wirtschaftsingenieurwesen 2 Bauingenieurwesen 92 Architektur 1 Lehramt 1 Bauingenieurwesen 38 Wirtschaftsingenieurwesen 11 Umweltingenieurwissenschaften 189 Lehramt 8 Dorothée Slaats 8 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Lehre 3.2 Bachelor- und Masterarbeiten 3.2.1 Bachelorarbeiten – Adams, T.: Rezepturentwicklung und Charakterisierung von Schaumbeton Betreuer: J. Haufe – Haferkamp, D.: Experimentelle Bestimmung des Verbundverhaltens am Wandfuß einer Porenbeton-Kellerwand Betreuerin: D. Saenger – Hennecke, R.: Experimentelle Bestimmung des Verbundverhaltens am Wandfuß einer Ziegel-Kellerwand Betreuerin: D. Saenger – Huwe, M.: Untersuchungen der Eignung von alkaliaktivierten Bindemitteln zur Verwendung in Fassadenbauteilen Betreuer: S. Cleven – Jantzen, P.: Weiterentwicklung eines mineralischen Klebstoffs Betreuer: C. Neunzig – Kalthoff, M.: Verhalten von Beton unter chemischer Beanspruchung unter Berücksichtigung der Anforderungen im Werkzeugmaschinenbau Betreuer: C. Neunzig – Klotzek, T.: Experimentelle Untersuchungen zur Druckfestigkeit von mit PU-Schaum verklebtem Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen Betreuer: B. Winkels – Neckel, G.: Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Schlankheit auf die Druckfestigkeit von filigranen Hochlochziegeln Betreuerin: D. Saenger – Rüthers, M. L.: Marktanalyse für den (ökonomischen) Einsatz von Stahlfasern in Beton Betreuer: C. Neunzig – Schweers, P.: Verhalten verschiedener Hülsen in Beton beim Ausziehversuch unter Berücksichtigung der Anforderungen im Werkzeugmaschinenbau Betreuer: C. Neunzig 9 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Lehre – Staab, P.: Einfluss des Zementes auf Frisch- und Festbetoneigenschaften bei Verwendung verschiedener Stahlfasertypen Betreuer: C. Neunzig 3.2.2 Masterarbeiten – Cleven, S.: Untersuchungen zur Mischungsoptimierung an Betonen für Fassadenplatten Betreuer: C. Neunzig – Hellinghausen, S.: Untersuchung des Verformungsverhaltens von druckbeanspruchten Mauerwerkprüfkörpern mit Hilfe optischer Messverfahren Betreuer: M. Graubohm – Tillkorn, A.: Sulfatträgeroptimierung im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und das Erstarrungsverhalten PCEhaltiger Betone bei variabler Temperatur Betreuerin: A. Vollpracht – Wolter, M.: Entwicklung von Porenbetonmischungen mit der Rohdichteklasse 0,4 und 0,6 Betreuer: H. Nebel 10 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 4 Juniorprofessur / Promotionen JUNIORPROFESSUR / PROMOTIONEN 4.1 Juniorprofessur für Dr.-Ing. Anya Vollpracht Zum 1. Juni 2014 wurde die Leiterin der Gruppe Bindemittel, Dr.-Ing. Anya Vollpracht, als Juniorprofessorin des Forschungsbereichs "Umweltverträglichkeit von Baustoffen" berufen. Wir gratulieren ihr dazu ganz herzlich und wünschen ihr viel Erfolg für die vor ihr liegenden Aufgaben und Projekte! 4.2 Promotionen Schmidt, U. | Biegezugfestigkeit von Mauerwerk Tag der mündlichen Prüfung: 7. April 2014 Kurzfassung: Die Biegezugfestigkeit von Mauerwerk ist die maßgebende Baustoffkenngröße bei der Bemessung von rechtwinklig zur Plattenebene belasteten Mauerwerkbauteilen, also erddruckbelasteten Kellerwänden, windbeanspruchten Verblendfassaden sowie Ausfachungsmauerwerk und nichttragenden inneren Trennwänden. In dieser Arbeit wird das Tragverhalten bei einem einaxialen Lastabtrag – parallel bzw. senkrecht zu den Lagerfugen – mit numerischen Berechnungsverfahren sowie Bauteilversuchen untersucht, die Spannungszustände im Mauerwerk analysiert und Berechnungsansätze für die Biegezugfestigkeit hergeleitet. Die ermittelten bruchmechanischen Kennwerte und vollständigen Stoffgesetze der Mauersteine und der Verbundfugen bilden die wesentliche Grundlage für die Untersuchungen am Mauerwerk. Die untersuchten Mauersteinmaterialien zeigen deutlich unterschiedliches Verhalten unter Zugbeanspruchung, das mit „spröde“ (Ziegel) bis „ausgeprägt nichtlinear, duktil“ (Leichtbeton) beschrieben werden kann und sich in der Kerbempfindlichkeit sowie den ermittelten SpannungsRissöffnungskurven widerspiegelt. Dennoch ist es gelungen, den untersuchten Größeneffekt auf die Mauerstein-Biegezugfestigkeit mit Hilfe eines funktionalen Zusammenhangs für alle Mauersteinarten zu erfassen. Die Verbundfugen werden mit einem Mesomodell beschrieben, bei dem der Mörtel und die Kontaktzone Mauerstein/Mauermörtel verschmiert abgebildet werden. Für die Verbundfugen werden die vollständigen Stoffgesetze unter Zugbeanspruchung sowie unter Scherbeanspruchung bei gleichzeitiger Druckspannung rechtwinklig zur Fuge für unterschiedlichen Mauerstein/MauermörtelKombinationen bestimmt. Insbesondere das Zugtragverhalten wird maßgeblich durch die Kerbwirkung infolge Schwindeffekten sowie die Verdübelungswirkung der Mörteldorne bei Lochsteinen beeinflusst. Die experimentellen Untersuchungen belegen einen erheblichen Einfluss der Ausführungsart/-qualität auf die Verbundfestigkeit. Die Stoffgesetze unter Scherbeanspruchung können mit einem neu entwickelten und mit Hilfe numerischer Berechnungen validierten Prüfverfahren durch Torsionsversuche an Hohlzylindern direkt und an Vollzylindern unter Anwendung eines hergeleiteten analytischen Ansatzes ermittelt werden. Die numerischen Untersuchungen an Zweistein-Prüfkörpern mit rechteckigen Querschnitten verdeutlichen zum einen den Einfluss der Steifigkeit der Mörtelfuge auf die Scherspannungsverteilung bis zur Erstrisslast. Zum anderen ist fest11 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Juniorprofessur / Promotionen zustellen, dass beim maximal übertragbaren Torsionsmoment der Querschnitt nahezu vollständig durchplastifiziert ist. So ist im Bruchzustand für die untersuchten Mörtel und Querschnittsgeometrien der Ansatz einer voll plastifizierten Fuge auf dem Spannungsniveau der Scherfestigkeit (Adhäsion und Reibung) vertretbar. Für die Berechnung des Tragverhaltens einer parallel zu den Lagerfugen biegebeanspruchten Wand, bei der die Anzahl der Einflussfaktoren größer und insbesondere infolge der Stoßfugen die Spannungszustände komplexer sind als bei einer senkrecht zu den Lagerfugen biegebeanspruchten Wand, wird ein numerisches Modell erarbeitet und an Wandversuchen kalibriert. Die Versuchsund Berechnungsergebnisse zeigen i. allg. eine sehr gute Übereinstimmung. Die Analyse der Spannungszustände in den Mauersteinen und Mörtelfugen in den numerischen Untersuchungen und die experimentellen Untersuchungen an den Mauerwerkwänden mit umfangreichen Verformungsmessungen ermöglichen es, die Versagensmechanismen nachzuvollziehen. Mit dem entwickelten numerischen Modell werden umfangreiche Parameterstudien für die Versagensfälle „Stein“ und „Fuge“ durchgeführt. Dabei werden die Stoffgesetze der Mauersteine und des Mörtels sowie die geometrischen Eigenschaften des Mauerwerks variiert. Der Einfluss der Stoßfugenvermörtelung sowie der Einfluss einer Auflast senkrecht zur Lagerfuge wird untersucht. Die Untersuchungen zum Steinversagen zeigen, dass die Spannungsverteilung im Mauerstein und damit auch die Mauerwerk-Biegezugfestigkeit maßgeblich durch das Überbindemaß und die Steinbreite (Mauerwerkdicke) sowie nach Erstrissbildung vom Nachbruchverhalten der Steinmaterialien beeinflusst werden. Die ermittelten Spannungszustände in den Lagerfugen sind äußerst komplex und erscheinen nicht durch analytische Ansätze beschreibbar. Zur Ermittlung des maximal übertragbaren Momentes in der Lagerfuge wird daher analog zu den Torsionsversuchen am Zweisteinkörper zunächst eine voll plastifzierte Lagerfuge unter Ansatz der Haftscherfestigkeit und dem auflastabhängigen Reibungsanteil angenommen. Es zeigt sich jedoch, dass das Entfestigungsverhalten in Abhängigkeit der Überbindegeometrie und dem Stoffgesetz zur zutreffenden Ermittlung des Torsionsmomentes berücksichtigt werden muss. Durch die Vermörtelung der Stoßfuge erfolgt eine Verschiebung des Rotationspunktes von der Mitte der Überbindefläche zum Steinrand. Die Ergebnisse der numerischen Simulationsrechnungen werden unter Berücksichtigung der bei den experimentellen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse, teilweise mit vereinfachenden Annahmen zur Beschreibung der komplexen Spannungszustände, in Form von Berechnungsansätzen analytisch beschrieben. Der Vergleich der Berechnungs- mit den Versuchsergebnissen zeigt insbesondere für die eigenen Untersuchungen, bei denen die maßgebenden Eingangsgrößen für die Berechnungsansätze vorliegen, eine gute Übereinstimmung. Jedoch auch für frühere Versuchsergebnisse konnte eine zufriedenstellende Übereinstimmung erzielt werden. Bei einer Biegebeanspruchung senkrecht zu den Lagerfugen tritt in der Regel Fugenversagen auf. Maßgebend ist das Stoffgesetz der Verbundfuge unter Zugbeanspruchung, das in Kleinprüfkörpern ermittelt wurde. Die durchgeführten Wandversuche zeigen den Einfluss der Streuung der Materialeigenschaften und der Ausführungsqualität auf die Biegezugfestigkeit. Der statistische Ansatz der „weakest-link“-Theorie erscheint grundsätzlich zielführend, die eigenen Versuche lassen aufgrund der Prüfkörperanzahl eine statistische Auswertung jedoch nicht zu. Anhand der eigenen Untersuchungen ist jedoch zu erkennen, dass bei einem statistischen Ansatz neben der Streuung der Materialeigenschaften, der Fugenanzahl und ggf. der Wandlänge auch die Sprödigkeit der Verbundfuge als maßgebende Kenngröße zu berücksichtigen ist. 12 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Juniorprofessur / Promotionen Zusammenfassend liefert die Arbeit zum einen wesentliche Erkenntnisse zu den Stoffgesetzen der Mauerwerk-Komponenten „Stein“ und „Mörtelfuge“ sowie deren zutreffende Ermittlung, zum anderen zu den Spannungsverteilungen in einachsig biegebeanspruchtem Mauerwerk und den Versagensmechanismen bei Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens. Hinzen, M. | Einfluss von Kurzfasern auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften sowie das Tragverhalten von Textilbeton Tag der mündlichen Prüfung: 2. Juni 2014 Kurzfassung: Textilbeton ist ein neuartiger Verbundwerkstoff, der aus speziellen feinkörnigen Betonen und mehraxialen technischen Textilien aus Glas oder Carbon, die als Bewehrung eingesetzt werden, besteht. Die Motivation zur Entwicklung eines derartigen Werkstoffs war der Wunsch nach einer immer dünnwandigeren und leichteren Bauweise sowie nach architektonisch ansprechenden Sichtbetonqualitäten. Sowohl die Ausgangsstoffe als auch die einzelnen Materialeigenschaften und das Tragverhalten des Verbundwerkstoffs weichen von den Erfahrungen und wissenschaftlichen Erkenntnissen im Stahlbetonbau teilweise erheblich ab. Zwischen den Jahren 1999 und 2011 beschäftigten sich daher zwei Sonderforschungsbereiche der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an den Forschungsstandorten Aachen und Dresden mit grundlegenden Untersuchungen zu den genannten Eigenschaften /z. B. Jes04, Orl04, Bro05, Vos08, But09/. In einem State of the Art Report /Bra06/ wurden wichtige Erkenntnisse bereits 2006 gemeinsam veröffentlicht. In den vergangenen Jahren konnten zahlreiche Prototypen realisiert und auch konkrete Anwendungen in der Praxis umgesetzt werden: Das Zugtragverhalten von Textilbeton ähnelt dem Spannungs-Dehnungsverlauf von Stahlbeton. Nach einem größtenteils linearelastischen Bereich im ungerissenen Zustand des Betons (Zustand I) setzt ein Bereich der Mehrfachrissbildung mit stark reduzierter Steifigkeit des Verbundwerkstoffs ein (Zustand IIa), die bei Textilbeton unter ungünstigen Bedingungen auch zu einem annähernd horizontalen Verlauf der Spannungs-Dehnungslinie führen kann. Nach der vollständigen Ablösung der Textilbewehrung von der Betonmatrix können so lange weitere Zugkräfte aufgenommen werden bis das Textil versagt (Zustand IIb). Die gezeigten Anwendungen in haben alle gemeinsam, dass sie im Gebrauchszustand mit entsprechender Sicherheit ungerissen bleiben müssen. 13 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Juniorprofessur / Promotionen Da die Tragfähigkeit von Textilbeton in der Regel deutlich oberhalb der Erstrissspannung der Betonmatrix liegt, bleibt der Ausnutzungsgrad des Verbundwerkstoffs vergleichsweise gering. Eigene Vorversuche /Hin07/ haben gezeigt, dass die Zugabe von Kurzfasern, die der speziellen feinkörnigen Betonmatrix angepasst sind, das Tragverhalten in vielerlei Hinsicht verbessern kann. Eine Hybridbewehrung aus technischen Textilien und Kurzfasern wirkt gleichermaßen auf der Mikround der Makroebene des Materials. Da die vorgesehenen Kurzfasergehalte alleine nicht in der Lage wären, einen Riss zu überbrücken, können sie vor allem in Kombination mit dem dehnungsverfestigenden Textil ihre Wirkung entfalten. Die meisten Berichte zur Kombination von Textilbeton und Kurzfasern beschränken sich bisher auf die phänomenologische Beschreibung des Tragverhaltens. Noch unklar sind die genauen Mechanismen, die eine gezielte Beeinflussung des Tragverhaltens von Textilbeton ermöglichen und deren Untersuchung daher Gegenstand dieser Arbeit ist. 14 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 5 Forschung FORSCHUNG 5.1 Juniorprofessur Umweltverträglichkeit von Baustoffen / Bindemittel 5.1.1 Bericht der Juniorprofessorin Seit dem Jahr 2008 obliegt mir die Leitung der Arbeitsgruppe Bindemittel. Diese Arbeitsgruppe behandelte zu diesem Zeitpunkt bereits seit mehr als 15 Jahren auch das Thema Umweltverträglichkeit. Seitdem haben wir zunehmend Forschungsprojekte in diesem Bereich akquiriert, so dass das Thema mit einem wissenschaftlichen Mitarbeiter nicht mehr zu bewältigen war. Der Ausbau dieses Forschungsgebiets führte zu dem Wunsch nach einer Juniorprofessur, die diesen Bereich eigenständig bearbeitet. Dieser Plan wurde von der Fakultät für Bauingenieurwesen unterstützt und ein reguläres Berufungsverfahren eingeleitet. Seit Juni 2014 bin ich nun Juniorprofessorin am Lehrstuhl für Baustoffkunde. In dieser Funktion leite ich auch weiterhin die Arbeitsgruppe Bindemittel. Um unsere Forschungsaktivitäten etwas anschaulicher darzustellen, wurden die Bereiche Umweltverträglichkeit und Bindemittel aufgeteilt, im Arbeitsalltag begreifen wir uns allerdings nach wie vor als Einheit. Neben dieser Neuerung haben wir in 2014 zwei neue Mitarbeiter gewonnen. Im Mai hat Patrick Hartwich, M. Sc. bei uns seine Arbeit aufgenommen. P. Hartwich hat in Siegen Chemie studiert. Zum Einstieg hat er ein Projekt zu Ultraleichtbeton für die Arbeitsgruppe Bindemittel bearbeitet, über das im Abschnitt 5.1.4 berichtet wird. Im November wurde ein DFG-Projekt zum Thema „Einfluss des Eluenten auf die Auslaugung von Spurenelementen aus Beton“ bewilligt, das P. Hartwich ab 2015 bearbeiten wird. Damit wird er uns zukünftig im Bereich Umweltverträglichkeit von Baustoffen unterstützen. In diesem Aufgabenfeld ist auch Xiaochen Lin M. Sc. tätig, der sich 2014 mit der Einbindung von Schwermetallen durch Bodenbehandlungen und dem Auslaugverhalten von ungebundenen Baustoffen im Säulenversuch befasst hat. Sein Projekt zur Dauerhaftigkeit der Schadstoffeinbindung durch Behandlung mit Bindemitteln wird in Abschnitt 5.2.3 vorgestellt. Als weiteren Neuzugang haben wir seit Mitte Juli Dipl.-Ing. Michael Kraus in die Arbeitsgruppe Bindemittel aufgenommen. Herr Kraus wechselte von der Arbeitsgruppe Beton zu uns. Dipl.-Ing. Johannes Haufe befasst sich schwerpunktmäßig mit dem Thema Sulfatbeständigkeit von zementgebundenen Baustoffen und bearbeitete hierzu im Jahr 2014 Materialprüfungsaufträge und erstellte Forschungsanträge. Mit der Bewilligung des BMBF-Verbundvorhabens Ressourcen schonender Beton (R-Beton) zum 01.11.2014 übernimmt er nun als zusätzliches Forschungsthema das Frischbetonrecycling. Dipl.-Ing. Christina Nobis ist mit dem Thema Hüttensand als Betonzusatzstoff betraut und bearbeitet hierzu in Zusammenarbeit mit dem FEhS ein AiF-Vorhaben, das zum Ende des Jahres abgeschlossen wird. Daneben bearbeitete sie Aufträge zur Materialprüfung sowie eine Literaturrecherche zum Recycling von Bauschutt (siehe Abschnitt 5.2.3) und engagierte sich stark in der Lehre. Unser PÜZ-Stellen- und Laborleiter Dipl.-Ing. Stefan Vannahme hat in 2014 sehr viel Zeit und Kraft in die Aktualisierung und Änderung unserer Akkreditierung investiert. Trotz dieser Mehrbelastung konnte die Güteüberwachung auch 2014 erfolgreich durchgeführt werden. Auch in diesem Jahr organisierte er einen Flugasche-Workshop für die Kraftwerksbetreiber und die Vermarkter von Steinkohlenflugasche. Die Veranstaltung hat bei den Beteiligten hohen Anklang gefunden. Für ihren Einsatz im vergangenen Jahr möchte ich allen Mitarbeitern/-innen herzlich danken! Anya Vollpracht 15 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.2 Arbeitsgruppe Bindemittel 5.2.1 Forschungsschwerpunkte Gruppe Bindemittel Optimierung von Betoneigenschaften Frischbetoneigenschaften, Wärmeentwicklung, Dauerhaftigkeit (chemischer Angriff, Carbonatisierung) Entwicklung von Hochleistungsbetonen Sonderbetone mit hohen Zusatzstoffgehalten, selbstverdichtende Betone Mikrostruktur Phasen- und Gefügebeschreibung von Beton und anderen Baustoffen, mineralogische Zusammensetzung, Porengrößenverteilung, Porenwasseranalyse Transportvorgänge in porösen Baustoffen Diffusion, Permeabilität (Gase, Flüssigkeiten, Ionen), Dichtheit gegen umweltgefährdende Flüssigkeiten Industrielle Nebenprodukte Eigenschaften, Reaktionsmechanismen, Verträglichkeit, Wirksamkeit, Grenzen der Anwendbarkeit Betonzusatzmittel Wechselwirkungen von LP-Bildnern mit Fließmitteln und anderen Betonausgangsstoffen, Schaumbildner Qualitätskontrolle Zulassungs- und Überwachungsprüfungen, Zustimmungen im Einzelfall 5.2.2 Forschungsarbeiten Gruppe Bindemittel Abgeschlossene Forschungsarbeiten F997 Entwicklung von Anwendungsregeln für Hüttensandmehl als Betonzusatzstoff Förderer: AiF F1018 Eignung von Flugaschen mit erhöhtem Glühverlust für den Einsatz als Betonzusatzstoff Förderer: Industrie Laufende Forschungsarbeiten F1016 Ultra-lightweight Concrete for heat insulation purposes – Boost Fund Sustainable Buildings of the Future Förderer: RWTH Aachen University F1032 Materialcharakterisierung von alternativen Bindemitteln für Textilbeton – Geopolymere Förderer: BMBF 16 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.2.3 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Bindemittel F1016 Ultra-Leichtbetone für wärmedämmende Bauteile Eine der Herausforderungen unserer Zeit besteht in der Entwicklung nachhaltiger, umweltschonender Materialien und Baustoffe. Das Institut für Bauforschung beschäftigt sich daher im Rahmen des RWTH-Forschungsprojekts „Sustainable Buildings of the Future“ mit der Weiterentwicklung von Schaumbetonen, die als leistungsfähige Wärmedämmung zum Einsatz kommen sollen. Ziel ist es, eine nachhaltige und konkurrenzfähige Alternative zu den heute üblichen Dämmmaterialien – wie z. B. Produkte auf Kunststoffbasis, oder der Herstellung energieintensiver Porenbetonsteine – zu liefern. Die entscheidende Eigenschaft von Schaumbeton, die Wärmeleitfähigkeit, wird maßgeblich von ihrer Dichte beeinflusst. Je geringer diese ist, desto besser ist die Wärmedämmung. Die Aufgabe des Forschungsprojekts besteht deshalb vor allem darin, eine ausreichende Menge an Luft in den Beton einzutragen und dabei gleichzeitig die mechanische Stabilität des Systems zu gewährleisten. Die für Beton übliche Dichte von rund 2.600 kg/m³ soll so auf ≤ 400 kg/m³ gesenkt werden. Dazu müssen die Ausgangsstoffe sinnvoll gewählt und aufeinander abgestimmt werden. Neben einem schneller härtenden Portlandzement hoher Feinheit, der für hohe Frühfestigkeiten sorgt, und leichter Gesteinskörnung muss vor allem die Verträglichkeit der eingesetzten Betonzusatzmittel (Fließmittel und Schaumbildner) gegeben sein, da sonst die Stabilität des Schaums beeinträchtigt wird. Dabei können auch schaumstabilisierende Additive zum Einsatz kommen. Zunächst wurden Tastversuche mit verschiedenen Schaumbildnern auf Tensid- und Proteinbasis durchgeführt. Hierbei wurde der Schaum mit einem Handrührgerät hergestellt. Durch Variation der Schaumbildnerkonzentrationen wurde der Einfluss auf die zeitabhängige Schaumstabilität untersucht. Anschließend wurde dem Schaum Zementleim zugegeben. Als alternatives Herstellverfahren wurde die in-situ-Aufschäumung von Zementschäumen getestet, bei der alle Ausgangsstoffe im Mörtelmischer gemischt werden (Mischschäumverfahren). Die Herstellung von Probekörpern war bei dieser Verfahrensweise auf kleine Mengen beschränkt. Im Verlauf des Projekts wurde daher ein Schaumgenerator beschafft, der es erlaubt, größere Mengen an Schaum zu produzieren (siehe Abb. 1). Abb. 1: Schaumgenerator (links) und laufende Schaumproduktion (rechts) Erste Festbetonprüfungen konnten an einem Schaumbeton mit einer Rohdichte von rund 400 kg/m³ (siehe Abb. 2) durchgeführt werden, dieser wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit im 17 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Mischschäumverfahren hergestellt und charakterisiert. Die Eigenschaften des Schaumbetons sind in der Tabelle 1 zusammengefasst. Im Zuge der Untersuchungen wurden ebenfalls erste Erfahrungen mit einem neuen Plattenmessgerät zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit gesammelt. Abb. 2: Schaumbeton mit einer Rohdichte von 400 kg/m³ Tabelle 1: Festbetoneigenschaften des Schaumbetons Parameter Einheit Wert Druckfestigkeit (28 Tage) MPa 0,61 ± 0,16 E-Modul (28 Tage) GPa 0,531 ± 0,023 Charakteristische Wärmeleitfähigkeit λ10 W/(m·K) 0,116 Porosität bestimmt mit Quecksilberdruckporosimetrie Vol.-% 65 Porosität bestimmt mit Lichtmikroskopie Vol.-% 63 Für eine effektive Wärmedämmung nach der Energieeinsparverordnung EnEV 2014 wäre mit dem entwickelten Schaumbeton eine Bauteildicke von 45 cm beim Einsatz als Wärmedämmung in der Außenwand notwendig. Der bisher entwickelte Schaumbeton ist damit noch nicht konkurrenzfähig. Zurzeit laufen weitere Experimente mit optimierter Schaumproduktion. Das Ziel ist es, einen Schaumbeton mit einer Dichte von 150 kg/m³ zu produzieren. Darüber hinaus gibt es gemeinsam mit dem Institut für Massivbau Bestrebungen, Schaumbeton in Fassaden-Sandwichelemente einzusetzen. Hier soll sonst üblicher Polyurethanschaum substituiert werden. Dadurch würden die Sandwichelemente höheren Anforderungen im Brandschutz genügen. Ebenso wird das Recycling derartiger Bauelemente nach Erreichen der Nutzungsdauer erleichtert, da die verwendeten Stoffe auf ökologisch unbedenklichen Baustoffen basieren. Förderer: Boost-Fund der RWTH Aachen University Patrick Hartwich 18 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen F1018 Forschung Eignung von Flugaschen mit erhöhtem Glühverlust für den Einsatz als Betonzusatzstoff In dieser Literaturrecherche sollte der Einfluss des Glühverlusts von Flugaschen auf die Frischund Festbetoneigenschaften von Flugaschebetonen herausgearbeitet werden. Ziel war es, festzustellen, welche Obergrenze für den Glühverlust ggf. in Abhängigkeit von der Expositionsklasse technisch sinnvoll ist. Bisher können Flugaschen mit über 5,0 M.-% Glühverlust in Deutschland nur in Betonwaren eingesetzt werden, während im Ausland z. T. Flugaschen mit erheblich größeren Glühverlusten für Konstruktionsbetone erlaubt sind. Ausgewertet wurden neben zahlreichen Literaturquellen auch eine institutsinterne Datenbank der Güteüberwachung von Flugaschen aus 18 Kraftwerken bzw. Kesseln. Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit konnte ein leichter Anstieg des Wasseranspruchs statistisch nachgewiesen werden. Auch das Ausbreitmaß von Mörteln geht leicht zurück, wie Abb. 1 zeigt. Ausbreitmaß von Flugaschemörteln (f/z = 25/75) bezogen auf das Ausbreitmaß des jeweiligen Referenzmörtels in % 120 110 = 5,7 % 100 104,6 = 6,5 % 100,6 = 6,5 % = 6,1 % 97,3 95,6 90 80 70 0 - 5,0 5,1 - 7,0 7,1 - 9,0 > 9,0 Glühverlust in M.-% Abb. 1: Relatives Ausbreitmaß von Flugaschemörteln in Abhängigkeit vom Glühverlust (Probenanzahl: 0–5,0 M.-%: 6047, 5,1–7,0 M.-%: 118, 7,1–9,0 M.-%: 12, > 9,0 M.-%: 8) Im Bereich von 5,1 bis 7,0 M.-% Glühverlust verschlechtert sich zwar die Verarbeitbarkeit von Mörtel und Beton im Vergleich zu Mischungen mit Flugaschen der Glühverlustkategorie A, im Vergleich zu Referenzmischungen ohne Flugaschen ist jedoch im Mittel keine Verringerung des Ausbreitmaßes festzustellen. Bei höheren Glühverlusten ist mit einem Absinken des Ausbreitmaßes bzw. einem Anstieg des Wasseranspruchs zu rechnen, der mit Fließmitteln ausgeglichen werden kann. Ein in der Literatur häufig behandeltes Thema ist die Wechselwirkung des Kohlenstoffs, der den Glühverlust im Wesentlichen ausmacht, mit Luftporenbildnern. Die Literaturauswertung zeigt hier keinen eindeutigen Trend. Adsorptionsversuche deuten darauf hin, dass der Glühverlust zur Beurteilung der Verwendbarkeit von Flugasche in Kombination mit LP-Bildnern nicht geeignet ist, weil die chemische und physikalische Beschaffenheit der Kohlenstoffpartikel in den Flugaschen sehr unterschiedlich ist und dadurch bei gleichem Glühverlust sehr unterschiedliche Adsorptionseigenschaften auftreten können. Beispielhaft zeigt Abb. 2 Bilder von Kohlepartikeln aus Flugaschen mit sehr unterschiedlichen Porositäten. 19 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Abb. 2: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von Kohlenstoffpartikeln aus Flugaschen (links: /Pay98/, rechts: /Spö01/) Auch der jeweils verwendete Luftporenbildner hat erheblichen Einfluss auf die Adsorption an Kohlenstoffpartikeln. Mehrere Quellen zeigen allerdings einen Anstieg der erforderlichen Dosierung des LP-Bildners mit steigendem Glühverlust. Zu Betonen mit Flugaschen mit Glühverlusten über 5 M.-% liegen jedoch zu wenige Daten vor, um verlässliche Aussagen zu treffen. Wahrscheinlich ist die spezifische Oberfläche (BET) der Flugaschen ein besserer Kennwert, wobei einschränkend zu sagen ist, dass die Adsorption von Stickstoff nicht eins zu eins auf LP-Bildner-Moleküle übertragen werden kann, da die Mikroporen der Kohlenstoffpartikel für diese großen Moleküle nicht zugänglich sind. Solange kein geeigneter Kennwert für die Flugaschen vorliegt, um deren Verträglichkeit mit LPBildnern abzuschätzen, sollte auf eine Verwendung von Flugaschen der Glühverlustkategorien B und C in LP-Betonen verzichtet werden, weil sich die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Probleme, z. B. bei der Einstellung des Luftgehalts bei der Betonherstellung, entstehen. Bei den mechanischen Eigenschaften von Flugaschebetonen sind keine negativen Auswirkungen bei erhöhtem Glühverlust zu erwarten. Es wurden rd. 40 Betone und über 300 Mörtel mit einem f/z-Verhältnis von maximal 0,5 ausgewertet. Der Glühverlust in der Datensammlung lag bei maximal 17,5 M.-%. Zur Dauerhaftigkeit wurden erheblich weniger Daten gefunden als z. B. zur Druckfestigkeit, die vorhandenen Ergebnisse lassen jedoch den Schluss zu, dass höchst wahrscheinlich keine Verschlechterungen durch Flugaschen der Glühverlustkategorien B und C im Vergleich zu A zu erwarten sind. /Pay98/ Payá, J.; Monzo, J.; Borrachero, M.V., Perris, E.; Amahjour, F.: Thermogravimetric Methods for Determining Carbon Contents in Fly Ash. In: Cement and Concrete Research, Vol 28 (1998), Nr. 5, S. 675–686 /Spö01/ Spörel, F.: Untersuchungen zum Einfluss der Steinkohlenflugasche auf die Bildung und Stabilität künstlich eingeführter Luftporen im Beton. Aachen, Technische Hochschule, Fachbereich 3, Institut für Bauforschung, Diplomarbeit, 2001. - (unveröffentlicht) /Spö09/ Spörel, F. ; Uebachs, S. ; Brameshuber, W.: Investigations on the influence of fly ash on the formation and stability of artificially entrained air voids in concrete : Untersuchungen zum Einfluss der Flugasche auf die Bildung und Stabilität künstlich eingeführter Luftporen im Beton. In: Materials and Structures (RILEM) 42 (2009), Nr. 2, S. 227-240 ISSN 1359-5997 97878 Förderer: VGB Anya Vollpracht 20 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.3 Arbeitsgruppe Umweltverträglichkeit 5.3.1 Forschungsschwerpunkte Gruppe Umweltverträglichkeit Umweltverträglichkeit von zementgebundenen Baustoffen Gehalt an anorganischen umweltrelevanten Stoffen, Eluierbarkeit, Einbindungsmechanismen, Modellierung des Auslaugverhaltens unter verschiedenen Einbaubedingungen Umweltverträglichkeit von Abdichtungs- und Injektionsstoffen Gehalt an organischen umweltrelevanten Stoffen, Eluierbarkeit, Modellierung des Auslaugverhaltens, ökotoxikologische Untersuchungen Auslaugverhalten ungebundener Baustoffe Säulenversuche, Schütteltests Recycling und Abfallverwertung Verwertung von industriellen Nebenprodukten, Betonbruch und Bauschutt unter Berücksichtigung der Umweltwirkungen 5.3.2 Forschungsarbeiten Gruppe Umweltverträglichkeit Abgeschlossene Forschungsarbeiten F1007 Anpassung eines Analysekonzepts zur Bestimmung von Spurenelementen in Eluaten zementgebundener Baustoffe (Kooperation mit dem VDZ) Förderer: AiF F7099 Verwendung von Recyclingmaterial in der Betonproduktion – Sachstand Förderer: Industrie Laufende Forschungsarbeiten F1020 Ressourcenschonender Beton (R-Beton) – Teilvorhaben: Frischbetonrecycling und Erforschung von Verfahren zum praxisgerechten Umgang mit umweltrelevanten Merkmalen Förderer: BMBF F7095 Dauerhaftigkeit von Bodenbehandlungen mit Bindemittel im Hinblick auf das Elutionsverhalten (Versuchsprogramm) Förderer: bast F7100 Vergleichbarkeit der Auslaugraten von Materialien im Originalzustand bzw. mit Sandzumischung nach dem Säulenkurzverfahren (DIN 19528) Förderer: bast F7101 Bewertung der Umweltverträglichkeit von Zementsuspensionen Förderer: DIBt, Industrie 21 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.3.3 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Umweltverträglichkeit F1007 Analysekonzept zur Bestimmung von Spurenelementen in Eluaten zementgebundener Baustoffe In der Vergangenheit wurden bei Auslaugversuchen an Beton hohe Versuchsstreuungen und eine schlechte Übereinstimmung von Ergebnissen unterschiedlicher Labore festgestellt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es daher, ein einheitliches Konzept zur Analyse von Spurenelementen in Eluaten zementgebundener Baustoffe, inklusive Probekörperherstellung, -lagerung und -vorbehandlung, zu entwickeln. Dabei wurden auch alle gängigen Analysemethoden zur Spurenelementbestimmung in den Eluaten systematisch auf ihre Eignung untersucht. Zunächst wurde der Einfluss der Prüfkörperherstellung, -lagerung und -vorbehandlung auf das Freisetzungsverhalten von Spurenelementen geprüft. Zusätzlich wurde untersucht, wie Eluate stabilisiert und analysiert werden können. Um den Einfluss analytischer Streuungen bei der Analyse in verschiedenen Laboratorien berücksichtigen zu können, wurden die gleichen Eluate in zwei Forschungsstellen mit bis zu drei verschiedenen Methoden auf die gleichen Parameter analysiert. Anschließend wurden die Ergebnisse ausgewertet und ein Analysenkonzept zur Bestimmung der Freisetzung anorganischer Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen als eine Konkretisierung des horizontalen dynamischen Auslaugtests (DSLT) entworfen. Als Ausgangsstoffe wurden drei Zemente mit unterschiedlichen Spurenelementgehalten und unterschiedlichen Hauptbestandteilen beschafft, charakterisiert und in Auslaugversuchen untersucht. Die Eluate der Auslaugversuche wurden geteilt und parallel in den Forschungsstellen 1 (VDZ), 2a (ibac) und 2b (FZ Jülich, ZEA3) analysiert. Im ersten Schritt wurde der Einfluss verschiedener Eluatbehandlungen und deren Lagerungsbedingungen auf die Stabilität der Eluate ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die Lagerungstemperatur die Probenstabilität beeinflusst. Ein Einfrieren der Eluate während der Lagerung führte zu schlechter reproduzierbaren Ergebnissen über einen Lagerungszeitraum von 14 Tagen als die Lagerung bei Raumtemperatur oder gekühlt bei 4 °C ± 2 °C. Ein Ansäuern der Proben führte nicht zu signifikant unterschiedlichen Ergebnissen verglichen mit nicht angesäuerten Eluaten. Für die im Anschluss durchgeführten Untersuchungen wurde daher eine Ansäuerung der Eluate nach der Probenahme und eine Lagerung bei 4 °C ± 2 °C bis zur Analyse festgelegt. Es wurden zwei Betonagen mit einem Zement CEM I 42,5 R durchgeführt (Beton B1 und B4). Anschließend wurden mehrere Würfel dieser Betone einem Auslaugtest unterzogen. Bei dem ersten Beton B1 wurde der Einfluss der Nachbehandlung der Prüfkörper auf das Auslaugverhalten von Spurenelementen systematisch untersucht. Zudem wurde an diesem Beton der Einfluss unterschiedlicher Oberflächenbehandlungen und unterschiedlicher Verhältnisse von Eluentvolumen zu Prüfkörperoberfläche (V/O-Verhältnisse) auf die Auslaugergebnisse ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Vorlagerung der Prüfkörper, insbesondere die Carbonatisierung der Prüfkörper, einen starken Einfluss auf die Ergebnisse des Auslaugtests haben kann. Hierbei können die Spurenelemente in drei Gruppen eingeteilt werden: – Elemente, bei denen bei Vorlagerung an Luft und unter versiegelten Bedingungen gleiche Ergebnisse erzielt werden, – Elemente die bei Lagerung an Luft geringere Spurenelementfreisetzungen zeigen und – Elemente, bei denen die Freisetzung bei Vorlagerung an Luft deutlich erhöht ist. 22 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Die einzigen Schwermetalle in dem Versuchsprogramm, deren Freisetzung durch die Vorlagerung der Prüfkörper an Luft nicht signifikant beeinflusst wurde, waren Kupfer und Zink. Bei den Elementen Barium, Kobalt, Nickel, Blei und Thallium wurden nach der Vorlagerung der Prüfkörper an Luft deutlich geringere Freisetzungen nachgewiesen, wie Abb. 1 beispielhaft für Barium zeigt. 70 Ba-Freisetzung in mg/m² Ba-Freisetzung in mg/m² 70 übliche Verfahrensweise 60 Lagerung ab 7 d bei 20/65 60 Labor 1 (ICP-OES) Labor 2 (ICP-MS) 50 40 30 30 20 20 10 10 0 10 20 30 Labor 2 (ICP-MS) 50 40 0 Labor 1 (ICP-OES) 40 50 60 0 70 0 10 20 30 40 50 Zeit in d 60 70 Zeit in d Abb. 1: Barium-Freisetzung im DSLT bei versiegelter Vorlagerung (links) und bei Vorlagerung an Luft (rechts) Das entgegengesetzte Verhalten zeigten die Elemente, die als Oxoanionen in den Eluaten vorliegen können. Hierzu gehören Arsen, Antimon, Bor, Chrom, Molybdän und Vanadium (s. Abb. 2). As-Freisetzung in mg/m² 7,0 7,0 As-Freisetzung in mg/m² übliche Verfahrensweise 6,0 Lagerung ab 7 d bei 20/65 6,0 Labor 1 (ICP-MS) Labor 2 (ICP-MS) 5,0 5,0 Labor 2: Eluate 1 bis 6 unter DTL (1 µg/l) 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 0,0 Labor 1 (ICP-MS) Labor 2 (ICP-MS) 0 10 20 30 40 50 60 70 0 Zeit in d 10 20 30 40 50 60 70 Zeit in d Abb. 2: Arsen-Freisetzung im DSLT bei versiegelter Vorlagerung (links) und bei Vorlagerung an Luft (rechts) Die Elemente Quecksilber, Selen und Cadmium konnten i. d. R. nicht nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass die Oberflächenbehandlungen (Abbürsten oder Abwaschen der Würfel vor dem Auslaugtest) das Auslaugergebnis nicht signifikant beeinflussen. Die Streuung bei der Dreifachbestimmung bei Beton B1 wurde durch die Oberflächenbehandlung im Mittel etwas verringert. Auch das V/O-Verhältnis beeinflusst das Ergebnis des Auslaugtests nur sehr wenig bis 23 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung gar nicht. Die Verringerung des V/O-Verhältnisses führte zu den höchsten Elementkonzentrationen in den Eluaten und dadurch erwartungsgemäß zu den geringsten relativen Streuungen in der Dreifachbestimmung. Der Vergleich der Analyseergebnisse beider Forschungsstellen zeigt eine gute Vergleichbarkeit bei der Analytik. Bei wenigen Elementen ergaben die Analysen der Eluate von Beton B1 unterschiedliche Ergebnisse. Hierzu zählten Antimon, Kupfer und Nickel. Die unterschiedlichen Ergebnisse bei Antimon und Kupfer konnten auf eine Kontamination der Eluate in einer Forschungsstelle zurückgeführt werden, die aus einer Charge von Spritzenvorsatzfiltern resultierte. Nach dem Austausch des Filtermaterials wurden übereinstimmende Ergebnisse erzielt. Die unterschiedlichen Ergebnisse bei Nickel konnten auf eine Interferenz in dem ICP-MS auf der Masse von 60Ni durch 44Ca16O zurückgeführt werden, die in beiden Forschungsstellen unterschiedlich stark ausgeprägt war. Zusätzlich wurden ergänzende Untersuchungen an Beton mit einem Portlandflugaschezement CEM II/B-V 42,5 R (Beton B2) bzw. einem Hochofenzement CEM III/B 32,5 N (Beton B3) durchgeführt. Auch hier konnten, mit Ausnahme von Nickel, gute Übereinstimmungen der Analysenresultate und geringe Streuungen bei der Dreifachbestimmung realisiert werden. Aus Beton B4, der die gleiche Zusammensetzung wie Beton B1 aufwies, wurden 10 Betonwürfel hergestellt, unter identischen Bedingungen vorgelagert und dem Auslaugtest unterzogen. Diese Zehnfachbestimmung zeigte nur geringe Streuungen und die Ergebnisse von Beton B1 wurden gut wiedergefunden. Die Ergebnisse beider Forschungsstellen stimmten bis auf Nickel gut überein. Es wurde nach einer möglichen Lösung gesucht, um künftig auch bei Nickel vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Die durchgeführten Versuche ergaben, dass das Isotop 62Ni am wenigsten durch Interferenzen von Calcium gestört wird. Trotz der geringen natürlichen Isotopenhäufigkeit von 62Ni könnte ein Lösungsansatz sein, Nickel in calciumreichen Matrices, wie z. B. in Eluaten zementgebundener Baustoffe, auf diesem Isotop zu bestimmen. Abschließend wurden die erzielten Ergebnisse verwendet, um ein einheitliches Analysekonzept in Anlehnung an den horizontalen dynamischen Auslaugtest (DSLT) gemäß Fpr-CEN/TS 16637-2:2013 zu formulieren. Das Konzept umfasst die Herstellung der Prüfkörper, die Durchführung des Auslaugversuches, Hinweise zur Analyse der Eluate sowie zur Auswertung der Ergebnisse. Förderer: AiF Anya Vollpracht F7095 Dauerhaftigkeit von Bodenbehandlungen mit Bindemittel im Hinblick auf das Elutionsverhalten (Versuchsprogramm) Um die natürlichen Ressourcen und den Deponieraum zu schonen, wird eine Verwertung von Bodenmaterial und alternativen Baustoffen (z. B. RC-Baustoffe) im Straßen- und Erdbau durch Regelungen in der TL Gestein-StB 04 und der TL BuB E-StB 09 ermöglicht. Um die mögliche Eluierung von umweltrelevanten Parametern aus diesen Baustoffen langfristig zu reduzieren, könnte eine Behandlung mit Bindemitteln auf der Basis von Zement oder Kalk in Abhängigkeit von den Schadstoffarten und -gehalten vorgenommen werden. Wenn die Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit der Bodenbehandlung nachgewiesen werden könnte, würden diese Maßnahme eine gute Alternative zum Einbau unter dichten Deckschichten darstellen. Im Rahmen eines Vorprojekts wurden die in der internationalen Literatur beschriebenen Erkenntnisse zu dieser Thematik zusammengestellt und ausgewertet /1/. Die Ergebnisse zeigen, dass die Freisetzungen mit der Zeit zurückgehen. Al24 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung lerdings sind die Einbindungsmechanismen von den Materialeigenschaften und dem Gehalt der untersuchten umweltrelevanten Parameter abhängig. Zur Dauerhaftigkeit der Einbindung gibt es noch offene Fragestellungen, die mit bisherigen Erfahrungen und Kenntnissen nicht beantwortet werden können. Daher werden in einem aktuellen Forschungsprojekt am Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen University experimentelle Untersuchungen durchgeführt, um eine Grundlage für eine verlässliche Aussage zur Dauerhaftigkeit von Bodenbehandlungen mit Zement bzw. Kalk im Hinblick auf das Elutionsverhalten zu erhalten. Das Versuchsprogramm umfasst Felduntersuchungen und Laborversuche. In Felduntersuchungen werden die Randbedingungen (wie z. B. Temperatur- und Feuchteverteilung, Verwitterung der Bindemittel) in den mit Bindemittel behandelten Bodenschichten erfasst, damit diese im Laborversuch nachgestellt werden können. Da die wesentlichen Bindemittel für Bodenbehandlungen Zement und Kalk sind, wurden zwei mindestens 10 Jahre alte Einbauorte ausgewählt, bei denen zum einen Zement und zum anderen Kalk verwendet worden ist. An den Einbauorten werden am ibac entwickelte Sensoren zur Überwachung der tiefenabhängigen Temperatur- und Feuchteverteilung eingebaut. Bohrkerne, Bodenluft, Regenwasserproben und ggf. Sickerwasserproben werden in vorgegebenen Intervallen vor Ort entnommen. Die Felduntersuchung läuft voraussichtlich bis Ende 2015. Im Rahmen der Laborversuche wurden zwei Bindemittel (ein Portlandzement und ein Kalk CL90) und zwei zu verfestigende, schwermetallbelastete Materialien (ein Gemisch aus Bodenmaterialien und ein Gemisch aus Brechsanden) ausgewählt. Die chemische Zusammensetzung der Ausgangsstoffe wurde bestimmt. Die frisch behandelten und die unbehandelten Materialien wurden mit verschiedenen Auslaugverfahren (Säulenversuch und Schütteltest) untersucht. Die behandelten Materialien werden dann künstlich gealtert und das Auslaugverhalten bestimmt. Der eingesetzte Säulenversuch (s. Abb. 1) entspricht DIN 19528:2009. Abb. 1: Säuleneinrichtung Das Wasser wird mit einer Kolbenpumpe von unten nach oben durch die Säule gepumpt. Mit der verwendeten Kolbenpumpe kann ein konstanter Wasserzufluss unter hohem Druck (bis 6,9 bar) gewährleistet werden. Zum Vergleich wurde Quarzsand, der nahezu blindwertfrei ist, auch mit Bindemittel behandelt und mit dem gleichen Säulenversuch ausgelaugt. Zum Vergleich der Freisetzung umweltrelevanter Parameter aus den unterschiedlichen Materialien sind in Abb. 2 die mittleren Konzentrationen bei W/F = 2 dargestellt. 25 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 1.000 Forschung Mittlere Konzentrationen bei W/F = 2 in mg/l Mittlere Konzentrationen bei W/F = 2 in mg/l 10 100 1 10 0,1 1 Boden Boden + Zement Boden + Kalk Bauschutt Bauschutt + Zement Bauschutt + Kalk Sand+Zement Sand+Kalk 0,01 Na K Ca Cl Ba SO4 Pb Cu Mittlere Konzentrationen bei W/F = 2 in µg/l Mittlere Konzentrationen bei W/F = 2 in µg/l 1000 100 100 10 10 1 1 0,1 0,1 Sb B Mo Ni As Zn Cr Co Se V Abb. 2: Mittlere Konzentrationen bei W/F = 2 Aus dem mit Bindemittel behandelten Quarzsand wurden kaum Schwermetalle ausgelaugt. Der Boden und der Bauschutt zeigen bei einigen Schwermetallen/Spurenelementen relativ hohe Konzentrationen. Durch die Behandlung mit den beiden Bindemitteln wurden die Konzentrationen von Antimon, Vanadium und z. T. Bor stark reduziert. Barium, Blei und z. T. Kobalt und Nickel wurden durch die Behandlung verstärkt freigesetzt, wobei Barium wahrscheinlich aus den Bindemitteln eluiert worden ist und nicht aus dem behandelten Baustoff mobilisiert wird, da auch der Quarzsand nach der Behandlung Barium freisetzt. Die Einflüsse der Bindemittelbehandlung auf die Eluierbarkeit der anderen Parameter waren materialabhängig. Arsen, Kupfer, Molybdän und Selen wurden durch Zugabe der Bindemittel im Bauschutt gut gebunden, beim Boden jedoch mobilisiert und dadurch verstärkt eluiert. Zement und Kalk wirken bei den meisten Parametern in ähnlicher Weise. Im neuen Jahr stehen nun die Alterungsversuche zur Überprüfung der Dauerhaftigkeit der Einbindung an. /1/ Brameshuber, W.; Lin, X.; Vollpracht, A.; Nebel, H.: Langzeitverhalten von mit Bindemitteln behandelten Böden und Baustoffen hinsichtlich des Auslaugverhaltens von Schadstoffen. Bonn: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Abteilung Straßenbau. In: Schriftenreihe Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (2013), Heft 1088, ISBN 978-3-86918-291-9 Förderer: BASt (Diesem Bericht liegen Teile des im Auftrag des Bundeministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur, vertreten durch die Bundesanstalt für Straßenwesen, unter FE 05/0167/2011/LRB laufenden Forschungsvorhabens zugrunde.) Xiaochen Lin 26 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen F7099 Forschung Erhöhung des Recyclinganteils bei der Betonherstellung Die in Deutschland anfallenden Baurestmassen, ein heterogenes Materialgemisch aus Beton- und Mauerwerksbruch oder ungebundener Gesteinskörnung, werden fast vollständig aufbereitet und als rezyklierte Gesteinskörnung (RC-GK) wiederverwertet. Bei mineralischen Bauabbruchabfällen liegt die Verwertungsquote derzeit bei 96,4 %. Eine weitere Steigung ist aufgrund unvermeidbarer Verunreinigungen dieser Materialen durch umweltgefährdende Stoffe kaum noch möglich. Haupteinsatzgebiet für RC-GK ist der Straßen- und Erdbau, wo sie in untergeordneten Bauteilen mit geringen Anforderungen eingesetzt wird. Eine Anwendung als Gesteinskörnung für die Betonherstellung findet in Deutschland lediglich in vernachlässigbarer Menge statt. Hinsichtlich der Ressourcenschonung ist es unerheblich, ob RC-GK z. B. in ungebundenen Bauweisen des Straßenbaus oder im Beton eingesetzt wird, weil sie in beiden Fällen Primärrohstoffe ersetzt. Allerdings ist nicht klar, ob die bisher im Straßen- und Erdbau eingesetzte Menge tatsächlich in vollem Umfang benötigt wird und ob die zukünftig anfallenden Mengen an Bauschutt die derzeitigen Verwertungswege wird überschreiten werden. Hinzu kommt, dass die derzeitige Verwertung dem Potenzial der RC-GK nicht gerecht wird. Beispiele aus dem Ausland zeigen, dass hohe Recyclinganteile bei der Betonherstellung technisch möglich sind. Aufgabe dieser Recherche ist es, die derzeit möglichen und tatsächlich genutzten Anwendungsgebiete von RC-GK darzustellen und Hemmnisse bezüglich des Einsatzes bei der Betonherstellung zu erläutern. Für die Betonherstellung erlaubt die DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620“ den Einsatz von RC-GK bis zu 5 M.-% der in Beton eingesetzten Gesteinskörnung ohne Einschränkungen hinsichtlich der Exposition, wenn diese aus der Produktion des Betonproduzenten stammt und ohne vorherigen Gebrauch wieder aufbereitet worden ist. Erfüllt die RC-GK bestimmte Anforderungen, sind in Abhängigkeit von der Expositionsklasse des Betons Anteile von maximal 45 Vol.-% zulässig. Ein Einsatz von RC-GK mit einem Korndurchmesser kleiner als 2 mm ist aufgrund der zu erwartenden erhöhten Wasseraufnahme nicht erlaubt. Diese Regelungen erfordern vom Betonhersteller das Vorhalten zusätzlicher Silos neben denen für natürliche Gesteinskörnung zur Lagerung von RC-GK in unterschiedlichen Fraktionen für die Betonherstellung. Die Silokapazitäten von Betonwerken sind meist begrenzt und der Einsatz von RC-GK daher logistisch schwer umsetzbar. In anderen Ländern wie beispielsweise der Schweiz oder in den Niederlanden ist ein vollständiger Austausch der gesamten Gesteinskörnungsfraktionen durch RC-GK unter bestimmten Randbedingungen möglich, so dass einige Betonhersteller ihre Produktion ohne Veränderung der bestehenden Anlagen vollständig auf RC-GK umstellen konnten. Ein weiteres Hemmnis für den Einsatz von RC-GK im Beton ist die Notwendigkeit des Nachweises der Eignung der RC-GK hinsichtlich der Alkaliunempfindlichkeit und der Umweltverträglichkeit. Ab der Feuchtigkeitsklasse WF (feucht) muss belegt werden, dass im zur Herstellung von RC-GK verwendeten Altbeton ausschließlich alkaliunempfindliche Ausgangstoffe verwendet wurden. Alternativ kann die Unbedenklichkeit der RC-GK durch eine gutachterliche Stellungnahme nachgewiesen werden. Des Weiteren ist der Nachweis der Umweltverträglichkeit der RC-GK im Rahmen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung zu erbringen. Diese Untersuchungen sind mit einem hohen Kosten- und Arbeitsaufwand verbunden, die viele Betonhersteller vor dem Einsatz von RCGK abschrecken. Zudem fehlen in Deutschland Erfahrungen im Umgang mit Beton mit RC-GK. Recyclingbeton (RCBeton) weist gegenüber Beton mit natürlicher Gesteinskörnung einen geringeren E-Modul und größere Schwind- und Kriechmaße auf. Aufgrund der im Vergleich zu natürlicher Gesteinskörnung 27 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung größeren Oberfläche der RC-GK und der höheren Wasseraufnahme ist möglicherweise ein Mehreinsatz von Zement und/oder Fließmittel bei der Betonherstellung erforderlich. Ein positives Beispiel, wie der Recyclinganteil bei der Betonherstellung ökologisch und ökonomisch sinnvoll umgesetzt werden kann, ist eine neue Entwicklung beim Frischbetonrecycling. Beim Recycling von Frischbetonresten, die im Betonwerk täglich anfallen, wird der Beton üblicherweise ausgewaschen und die Gesteinskörnung unter hohem Wassereinsatz zurückgewonnen. Eine alternative Methode wurde 2010 von der italienischen Firma Mapei S.p.A. zum Patent angemeldet. Der nicht eingebaute Restbeton wird noch im Fahrmischer zu Granulaten aus Gesteinskörnung und Zementstein aufbereitet (siehe Abb. 1). Verwendet werden zwei pulverförmige Zusatzmittel, die im Fahrmischer unter den Frischbeton gemischt werden. Bei der ersten Komponente handelt es sich um ein superabsorbierendes Polymer, das dem Frischbeton das freie Wasser entzieht. Die zweite Komponente ist ein Beschleuniger auf Basis von Aluminiumsulfat. Für das System wird derzeit eine bauaufsichtliche Zulassung angestrebt. Abb. 1: Betongranulat (mechanisch aufgebrochen) Förderer: Industrie Christina Nobis 28 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.4 Arbeitsgruppe Beton 5.4.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters Im Jahr 2014 haben sich in der Arbeitsgruppe einige personelle Veränderungen ergeben: seit April ist Simon Cleven, M. Sc. als neuer wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig. Dipl.-Ing. Michael Kraus ist in die Arbeitsgruppe Bindemittel gewechselt. Der bisherige Leiter der Arbeitsgruppe, Marcus Hinzen, hat das Institut im September verlassen und eine Tätigkeit in der Industrie angetreten. Er hat am 2. Juni seine Dissertation mit dem Thema „Einfluss von Kurzfasern auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften sowie das Tragverhalten von Textilbeton“ verteidigt und das Promotionsverfahren mit Auszeichnung abgeschlossen. Herzlichen Glückwunsch! An dieser Stelle sei ihm für sein Engagement für das ibac herzlich gedankt! Die Leitung der Arbeitsgruppe habe ich seitdem übernommen. Die Drittmitteleinnahmen der Arbeitsgruppe stammten im laufenden Jahr zu etwa gleichen Teilen aus Material- und Forschungsaktivitäten. Es ist angestrebt, dieses Verhältnis in Richtung Forschung zu verschieben. Dazu wurden einige Forschungsanträge bei der DFG, der AiF und dem BMBF gestellt. In der Lehre betreut die Arbeitsgruppe Studierende in den ersten beiden Semestern in den Fächern Physik und Baustoffkunde und führt im 2. Semester ein Betonpraktikum in Kleingruppen durch. Im Masterstudiengang Baustoffwissenschaften veranstaltet sie eine Vorlesung und ein Praktikum zum Thema Faserbeton. Joachim Hannawald 5.4.2 Forschungsschwerpunkte Baustoffe Betone (Normalbeton, Hochfester Beton, Leichtbeton, Textilbeton) Gesteinskörnungen (künstliche und natürliche, normale und leichte Gesteinskörnungen, Gesteinskörnungen für verformungsfähige und hochfeste Betone, rezyklierte Gesteinskörnungen) – Forschungs- und Untersuchungsschwerpunkte Entwicklung von Hochleistungsbetonen Ultrahochfeste Betone, Textilbewehrter Beton, Faserbetone und Faserzementprodukte Produktionstechniken von Textilbeton Gießen, Spritzen, Laminieren, Schleudern Mechanische und bruchmechanische Eigenschaften von Beton Festigkeit, Verformbarkeit, Rissbildung Dauerhaftigkeit Frostwiderstand und Carbonatisierung 29 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Mikrostruktur Kontaktzone (Zementstein-Gesteinskörnung) Qualitätskontrolle Zulassungs- und Überwachungsprüfungen, Zustimmungen im Einzelfall 5.4.3 Forschungsarbeiten Abgeschlossene Forschungsarbeiten F1810 SFB 532 Textilbewehrter Beton – Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie, Transferprojekt T04: Extrudieren von Textilbeton Förderer: DFG F7087 Ermittlung der Dauerstandgrenze von Leichtbetonen mit sehr geringer Rohdichte Förderer: DIBt Laufende Forschungsarbeiten F6830 SFB 532 Textilbewehrter Beton – Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie, Transferprojekt T08: Geformte textile Bewehrungselemente für Betonbauteile Förderer: DFG F878 Hochofenzement-Betone in Auslagerung nach XF1 und XF3 Förderer: BAW/Industrie F880;2 Verbundforschung Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand von Beton unter besonderer Berücksichtigung der verwendeten Gesteinskörnungen – Teilprojekt "Auslagerungsversuche zum Frost- bzw. Frost-Tausalz-Widerstand der Gesteinskörnung im Beton" Förderer: AIF/FTB F1016;6u Sustainable Buildings of the Future – Einsatz von Faserbeton Förderer: RWTH Boost Fund F1017 Einsatz von Zementbeton als eigenständiger Werkstoff und als Verbundstoff im Werkzeugmaschinenbau Förderer: DFG F1022 Prüfung des Entwässerungsverhaltens von Beton Förderer: DBV F1025 Herstellverfahren für Fassadenelemente aus Textilbeton und Kurzfasern Förderer: AiF/ZIM F7087 Ermittlung der Dauerstandgrenze von Leichtbetonen mit sehr geringer Rohdichte Förderer: DIBt 30 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.4.4 Kurzberichte ausgewählter Forschungsvorhaben Gruppe Beton F1022 Prüfung des Entwässerungsverhaltens von Beton Ziel des DBV-Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines baustellengeeigneten Versuchsapparates, der es vor Ort ermöglicht, das Entwässerungsverhalten von Transportbeton (v. a. im Anwendungsfall Pfahlbeton) qualitativ zu bewerten. Die bisher am Markt vorhandenen Verfahren („Bluteimerverfahren“ nach DIN EN 480-4, Filterpresse der Firma Bauer oder ÖVBB-Filterpresse gemäß ÖVBB-Merkblatt „Weiche Betone“) haben sich bisher nicht durchgesetzt bzw. sind wegen ihrer langen Versuchsdauer als Abnahmekriterium für Transportbeton ungeeignet. Tabelle 1: Betonrezepturen In Vorversuchen sollte zunächst eine Palette von Betonrezepturen entwickelt werden, die eine große Bandbreite des abgesonderten Wassers im Bluteimerverfahren zeigt, um die Eignung der zu entwickelnden Versuchseinrichtung zu überprüfen. Hierzu sollte sowohl der w/z-Wert der Rezeptur als auch die eingesetzte Sieblinie variiert werden. Beton Eine Übersicht über die Rezepturen ist in Tabelle 1 dargestellt. Zur Verwendung kamen bei allen bisher durchgeführten Mischungen 350 kg/m³ eines CEM I 52,5 R. 0,5-B w/z Fließmittel 0,6-A 0,6-B Sieblinie A 0,6 - B 0,6-C C 0,5-A A - B 0,5 0,5-C C 0,5-C-FM Das Ausbreitmaß der Rezeptur C-0,4-FM wurde auf rund 450 mm eingestellt und der hierzu erforderliche Fließmittelgehalt für die übrigen Rezepturen übernommen. PCE 0,4-A-FM 0,4-B-FM 0,4-C-FM C A 0,4 PCE B C Der Einfluss des Wasserzement-(w/z-)Wertes beziehungsweise der Sieblinie ist in Abb. 1 dargestellt. Hier wird deutlich, dass eine feinere Sieblinie erwartungsgemäß einen höheren Wasseranspruch besitzt und die Blutneigung des Betons somit abnimmt. Außerdem ist ersichtlich, dass ein höherer w/z-Wert und damit eine größere Menge Wasser im Beton die Blutneigung erhöhen. Ausgenommen sind hierbei die Versuche, bei denen Fließmittel eingesetzt wurden. Um mögliche Wechselwirkungen der Fließmittel im Beton erkennen zu können, wurde in weiteren Versuchen der Einfluss verschiedener Fließmittel untersucht (Abb. 2). 31 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 105 Forschung Blutwassermenge [l/m³] Blutwassermenge [l/m³] 35 90 30 75 0,4-A-PCE1 0,4-C-PCE1 0,6-A 0,6-C 60 25 0,5-A 0,5-C 0,5-C-PCE1 0,4-C-PCE1 20 0,4-C-PCE2 0,4-C-NSF 45 15 30 10 15 5 0 0 0 60 120 180 240 Zeit [min] 300 360 0 Abb. 1: Einfluss des w/z-Wertes und der Sieblinie 60 120 180 240 Zeit [min] 300 360 Abb. 2: Einfluss des Fließmittels Hierbei zeigte sich, dass das eingesetzte Fließmittel großen Einfluss auf die Menge des vom Beton abgesonderten Wassers hat. Es wurden drei unterschiedliche Fließmittel mit der Betonrezeptur C-0,4-FM getestet. Beim Einsatz von PCE1 betrug die Menge des abgesonderten Wassers umgerechnet über 30 l/m³, was rund 23 % des Zugabewassers entspricht, wohingegen beim Einsatz von PCE2 sowie einem Fließmittel auf Naphthalinbasis (NSF) Mengen von unter 0,5 l/m³ festgestellt wurden. Für die weiteren Untersuchungen wurden entschieden, den Zementleimgehalt auf 400 kg/m³ anzuheben, um die Fließmittelmenge zur Einstellung der notwendigen Konsistenz absenken zu können. Die weiteren Versuche werden außerdem mit dem PCE2 durchgeführt, da davon auszugehen ist, dass das PCE1 negative Wechselwirkungen mit dem eingesetzten Zement hervorruft und Versuche mit diesem Fließmittel somit keine Rückschlüsse auf die Blutneigung des Betons zulassen. Im nächsten Schritt werden nun die Rezepturen aus Tabelle 1 mit einem Zementgehalt von 400 kg/m³ untersucht, wobei parallel Untersuchungen zum Entwässerungsverhalten des Betons unter Druckbelastung (bis maximal 10 bar) durchgeführt werden. Förderer: Deutscher Beton- und Bautechnikverein e.V. Simon Cleven 32 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen F1025 Forschung Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Fassadenelementes aus umgeformtem Textilbeton mithilfe eines neuartigen Faltwerkzeuges (ConcreteFold) Ziel des Forschungsprojektes „ConcreteFold“ ist die Entwicklung eines gefalteten TRC-Fassadenelementes mittels eines neuartigen Verfahrens und innovativen Faltwerkzeuges zur kostengünstigen Herstellung von TRC-Fassadenelementen mit hoher geometrischer Komplexität. Diese Komplexität zeichnet sich durch eine mehrfache Faltung des TRC-Elementes aus. Die Herstellung einer derartigen Geometrie erfordert ein neuartiges Verfahren. Dieses ermöglicht die Umformung von textilbewehrten Betonplatten im Frischbetonzustand (Grünstand). Dieses Umformverfahren erlaubt die Herstellung von textilbewehrten Betonelementen ohne komplexe zweiseitige Schalung. Besonders eignet sich dieses Verfahren für TRC-Elemente durch seine flexibel drapierbare textile Bewehrung. Ein solches Verfahren beschleunigt die Produktionsschritte und erweitert die aktuellen Verfahren zur Herstellung von gefalteten Fassadenelementen aus TRC. Insgesamt sechs Projektpartner beteiligen sich an diesem Projekt. Die Aufgabe des ibac ist die Entwicklung einer geeigneten Betonmatrix. Herkömmliche Betonmatrizes für Textilbetone weisen eine sehr feinkörnige Struktur, eine hohe Fließfähigkeit und eine hohe Zug- und Druckfestigkeit auf. Hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften sind sie mit hochfesten Betonen vergleichbar, die auch eine hohe Frühfestigkeit aufweisen. Zum Zeitpunkt der Grünstandfestigkeit sind sie nicht für eine mechanische Beanspruchung ausgelegt und können reißen, wenn die Bruchdehnung des noch nicht ausgehärteten Betons überschritten wird. Um die aufgebrachten Verformungen rissarm ertragen zu können, muss die Betonmatrix duktiler gestaltet werden. Für die Entwicklung einer geeigneten Betonzusammensetzung wurde zuallererst ein stark vereinfachtes Faltwerkzeug gebaut. Damit lässt sich ein Probekörper mit einem Tief- bzw. Hochpunkt in verschiedenen Winkeln erstellen. Bei den ersten Mischversuchen wurde zum einen der Ausschal- und Faltzeitpunkt mittels Daumendruck bestimmt, zum anderen Mischanpassungen vorgenommen. Hierbei wurden das Größtkorn als auch der Bindemittegehalt und die Bindemittelart angepasst. Der Herstellprozess eines gefalteten Probekörpers gliedert sich wie folgt: Zuerst wird ein ebener Grünling im Laminierverfahren hergestellt. Die Abmessungen (100 x 25 x 1,5 cm³) wurden hierbei so gewählt, um ein eventuelles Nachrutschen des Betons auf einer Seite während des Faltvorgangs zu provozieren. Die Schalhaut bildet eine Folie, die dazu dient, den Grünling nach dem Ausschalen auf das Faltwerkzeug befördern zu können. Liegt der Grünling auf dem Werkzeug, wird eine der Seiten entweder nach oben (Herstellung eines Tiefpunktes, siehe Abb. 1) oder nach unten (Herstellung eines Hochpunktes) in einem Winkel zwischen 0 und ±90° geklappt. Der Probekörper härtet anschließend abgedeckt auf dem Faltwerkzeug aus. 33 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Abb. 1: Vereinfachtes Faltwerkzeug zur Abbildung eines Tiefpunkts mit variablem Winkel Die bisherigen Faltversuche zeigten, dass es eine Unterscheidung zwischen Hoch- und Tiefpunkten bezüglich der Rissentwicklung im Beton gibt. Während die Tiefpunkte bis 90° auch ohne textile Bewehrung rissfrei herzustellen sind, ist bei den Hochpunkten eine starke Rissbildung zu verzeichnen. Um eine Rissentstehung zu vermeiden wurden deshalb Fasern und eine textile Bewehrung hinzugefügt. Allerdings ließ sich die Rissentstehung nur verringern und nicht gänzlich vermeiden. Das Aufbringen einer Folie auf der Einfüllseite hingegen führte zu einer rissfreien Oberfläche. Mit Folie konnten somit unbewehrte Probekörper mit einem Faltwinkel von -90° (Hochpunkt) hergestellt werden. Es ist davon auszugehen, dass durch die wirkenden Adhäsionskräfte die Oberfläche des Betons zusammengehalten wird und die Folie somit als äußere Bewehrung dient. Ein weiterer positiver Effekt der zweiten Folie ist eine optische Verbesserung der Oberfläche auf der Einfüllseite. Geplant ist der Bau eines zweiten Faltwerkzeugs, womit sich zwei Hochpunkte und ein Tiefpunkt herstellen lassen. Damit sollen auch Probekörper mit variablen Biegeradien hergestellt und die Mischung weiter an die Beanspruchungen angepasst werden. Föderer: AiF Christiane Kerschl 34 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.5 Arbeitsgruppe Mauerwerk 5.5.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters Die Arbeiten der Gruppe Mauerwerk waren insbesondere durch lang laufende Materialprüfungsaufträge mit teilweise hohem Anspruch bei der Versuchsdurchführung und dem Abschluss einiger Forschungsvorhaben geprägt. Nach dieser Phase folgt nun wieder die Konzentration auf stärker wissenschaftlich geprägte Arbeiten. Markus Graubohm wird sich der Fragestellung zur Modellierung der Druckfestigkeit widmen und das alte Modell von Prof. Hilsdorf um die Phase der Mehrfachrissbildung erweitern. Doris Saenger bearbeitet die Biegeverstärkung von Mauerwerk mit Textilien als Bewehrung, etwas, das für Kellerwände und hoch beanspruchte tragende Wände einen wichtigen Schub in der Anwendung bringen wird. Die Erfahrungen aus dem Sonderforschungsbereich Textilbeton fließen unmittelbar ein. Die Zusammenarbeit mit europäischen Partnern wurde auf diesem Gebiet weiter ausgebaut, da diese sich zwangsläufig schon sehr lange mit dem bewehrten Mauerwerk im Bestand bei Erdbebenbeanspruchung auseinandersetzen. Bernd Winkels hat seinen Schwerpunkt derzeit im Bereich des Formänderungsverhaltens von Porenbeton. Hier besteht eine sehr gute Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Mineralogie und Anorganische Chemie, die sich um die Phasenanalyse und Phasenveränderungen z.B. bei CO2Beanspruchung kümmert – ein schönes Beispiel für gruppenübergreifende Zusammenarbeit! Wolfgang Brameshuber 5.5.2 Forschungsschwerpunkte Baustoffe Mauersteine; Mörtel: Mauermörtel, Verfugmörtel, Putzmörtel; Mauerwerk mit und ohne Bewehrung; Natursteinmauerwerk – Forschungs- und Untersuchungsschwerpunkte Festigkeiten, Tragverhalten Druck-, Zug-, Biegezug-, Schubfestigkeit; bewehrtes Mauerwerk; rechnerische Beschreibung, Stoffgesetze, Optimierung; Verbundverhalten Bewehrung-Mörtel, Korrosionsschutz Verformungseigenschaften, Risssicherheit --Linien, E-Moduln, Schwind-, Quellverhalten, Kriechen, Relaxation; Stoffgesetze; Beurteilungsverfahren für die Risssicherheit von Mauerwerk, Putz Entwicklung und Weiterentwicklung von Bauweisen Dünnbettmauerwerk, Trockenmauerwerk, Fertigteile Schutz und Erhaltung von Mauerwerk Zustandsaufnahmen, Mauerwerkfestigkeit, Instandsetzung, Restauriermörtel, Putze, Baustoffentwicklung, -optimierung, Wirksamkeitsnachweise, Qualitätssicherung 35 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Prüfverfahren Mauersteine, Mörtel, Mauerwerk Festigkeitsprüfungen an Einzelbaustoffen und Verbundstoffen (Druck-, Zug-, Verbundfestigkeit), Verformungseigenschaften, Rissüberbrückung; Entwicklung und Weiterentwicklung von Prüfverfahren Baustoffentwicklung Gezielte Eigenschaftsverbesserungen, -anpassungen i. W. bei Mörteln, Putzen, Mauersteinen 5.5.3 Forschungsarbeiten Abgeschlossene Forschungsarbeiten F991 Standsicherheit horizontal belasteter Mauerwerkwände unter geringer Auflast Förderer: AiF F1004 Risssicherheit von nichttragenden Trennwänden aus Porenbeton Förderer: AiF Laufende Forschungsarbeiten F1015 Druckfestigkeit von Mauerwerk Förderer: DFG 36 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.5.4 Kurzbericht eines ausgewählten Forschungsvorhabens Gruppe Mauerwerk M1784 Vorgefertigtes Mauerwerk im Klebeverfahren Das Bauen mit werksmäßig vorgefertigten Mauertafeln aus Ziegeln ist eine langjährig in der Praxis bewährte Bauart, die infolge des wachsenden Kostendrucks auf den Baustellen mittlerweile nicht nur im Einfamilien-, Doppel- und Reihenhausbau, sondern immer häufiger sowohl für größere Wohnanlagen als auch im Gewerbe- und Industriebau eingesetzt wird. Die Vorteile der Elementbauweise sind dabei vielfältig. Neben den infolge der rationellen Vorfertigung der Mauertafeln kürzeren Rohbauzeiten und damit verbunden niedrigeren Baukosten sind hier u. a. auch das gleichmäßige Qualitätsniveau und die hohe Maßgenauigkeit der Mauertafeln zu nennen, die durch die automatisierte, von handwerklicher Geschicklichkeit und Wettereinflüssen unabhängige Produktion erreicht werden. Bei den in der Vergangenheit verwendeten Herstellungstechniken wurden die Mauertafeln im Fertigteilwerk wie konventionelles Baustellenmauerwerk aufrecht stehend aus Mauersteinen in Kombination mit mineralischen Mauermörteln im Verband durch den Einsatz von halb- oder vollautomatisierten Fertigungsanlagen vorgefertigt. Eine Neuerung im Bereich des vorgefertigten Mauerwerks stellt das von der Firma Redbloc in Zusammenarbeit mit einem amerikanischen Technologiekonzern entwickelte, patentierte Trockenklebeverfahren für Ziegelfertigwände dar, bei dem anstelle eines herkömmlichen Dünnbettmörtels ein Zweikomponenten-Polyurethanklebstoff (2K-PUR) maschinell auf die plangeschliffene Ziegeloberfläche aufgetragen wird. Bei dem verwendeten Zweikomponenten-Polyurethanklebstoff handelt es sich um einen reaktiven PUR-Klebstoff, der aus einer Klebstoff- und einer Härterkomponente im Fertigteilwerk hergestellt wird. Die Komponenten werden aus separaten Lagertanks in Arbeitsbehälter gepumpt, dort vortemperiert und über Dosieraggregate dem Mischkopf zugeleitet. Die Reaktionsmischung wird aus dem Mischkopf ausgetragen und reagiert auf der Lagerfugenfläche der Mauerziegel aus, siehe Abb. 1. Abb. 1: Auftrag des 2K-Polyurethan-Klebstoffs 37 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Mitte des Jahres 2013 wurde das Institut für Bauforschung Aachen (ibac) von der Redbloc Deutschland GmbH mit Untersuchungen an mit 2K-PUR-Klebstoff vorgefertigtem Mauerwerk beauftragt, um die nötigen Grundlagen für die Erlangung einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für Mauertafeln nach dem Redbloc-System und damit die Voraussetzungen für eine Anwendung dieser neuen Bauart in Deutschland zu schaffen. Das Versuchsprogramm umfasste Untersuchungen an Mauersteinen, an Verbundprüfkörpern und an Wandprüfkörpern. Als Eingangsprüfung wurden zunächst die wesentlichen Normeigenschaften der für das Zulassungsverfahren ausgewählten und in Abb. 2 dargestellten Planhochlochziegel bestimmt. Abb. 2: Verwendete Planhochlochziegel Im zweiten Schritt erfolgten Untersuchungen an Kleinprüfkörpern zur Bestimmung des Verbundverhaltens unter Scher- und Zugbeanspruchung sowie der Festigkeitsentwicklung und der Dauerhaftigkeit des 2K-PUR-Klebstoffs. Weiterhin wurden Haftscheruntersuchungen durchgeführt, um den Einfluss der für Transport und Montage erforderlichen Bewehrungsstreifen aus KohlenstoffFaserbändern auf die Verbundeigenschaften zu überprüfen. Im letzten Schritt wurden Untersuchungen an Wandprüfkörpern durchgeführt, um die Biege-, Druck- und Schubtragfähigkeit des Mauerwerks zu bestimmen. In der Regel wurden auch Referenzprüfkörper mit einem handelsüblichen Dünnbettmörtel hergestellt und geprüft, um die Ergebnisse der mit 2K-PUR-Klebstoff verklebten Prüfkörper besser einordnen und beurteilen zu können. Lediglich bei der Untersuchung des Schubtragverhaltens wurde aufgrund der Aufwändigkeit der Vorbereitung und Durchführung der Wandversuche nach dem vereinheitlichten Prüfverfahren des DIBt und den damit verbundenen hohen Kosten auf Vergleichsversuche an Wänden mit Dünnbettmörtel verzichtet. Mit der Erteilung einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für das Redbloc-System ist Anfang des Jahres 2015 zu rechnen. Förderer: Redbloc Deutschland GmbH Markus Graubohm 38 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung 5.6 Arbeitsgruppe Mineralogie und Anorganische Chemie 5.6.1 Bericht des Arbeitsgruppenleiters Das zweite Jahr der Arbeitsgruppe zeichnete sich weitgehend in der Bearbeitung von zahlreichen Materialprüfungen und dem Stellen von Forschungsanträgen aus. Zudem wurde das Forschungsprofil der Arbeitsgruppe mit den Themen „Angriff von kalklösender Kohlensäure“ und „Photokatalytische Betonoberflächen“ erweitert. Wir hoffen, dass wir mit diesen interessanten Themen das Forschungsprofil des Lehrstuhls für Baustoffkunde abrunden können. Nadine Höhne, M. Sc. ist die neue Laborleiterin des Strukturlabors und ist somit die Ansprechpartnerin bei den Themen lichtmikroskopische Untersuchungen, Ermittlung von Porenradienverteilungen sowie Dichte und Feinheit von Bindemitteln. Neben der Einarbeitung in die Aufgaben einer Laborleiterin hat sich N. Höhne weitgehend auf das Schreiben von Anträgen in dem Themenbereich „Einfluss von Sulfat auf die Eigenschaften von Porenbeton“ konzentriert. Die Thematik „Einflussfaktoren bei der Herstellung von Porenbeton“ ist als Promotionsthema für sie vorgesehen. Nebenbei hat Nadine Höhne verschiedene Materialprüfungen mit diversen Fragestellungen bearbeitet. Meine eigenen Arbeiten waren primär auf Materialprüfungsaufträge mit der Thematik „Dauerhaftigkeit von Tiefbohrzementen“ fokussiert. Hier wurde untersucht, ob ausgesuchte Bindemittel, welche bei Tiefbohrungen verwendet werden könnten, durch verschiedene Fluide beeinflusst werden können. Neben diesem großen Projekt wurden verschiedene kleinere Materialprüfungsaufträge bearbeitet. Auch im Jahr 2015 wird die Arbeitsgruppe das ibac weiterhin effizient verstärken und das Forschungsprofil des Lehrstuhls für Baustoffkunde abrunden. Holger Nebel 5.6.2 Forschungsschwerpunkte Baustoffe Anorganische und organische Baustoffe – Forschungs- und Untersuchungsschwerpunkte Dauerhaftigkeit von Tiefbohrzementen Einfluss von verschiedenen Fluiden auf die Dauerhaftigkeit von Tiefbohrzementen Herstellung von autoklavierten Bauprodukten – Herstellung von Porenbeton – Untersuchung des Einflusses von Ausgangsstoffen auf den Porenbeton – Dauerhaftigkeit von Porenbeton Angriff von kalklösender Kohlensäure – Prüfung des Angriffs von kalklösender Kohlensäure an Mörteln und Betone – Aufbau einer Datenbank zur Berechnung der Abtragstiefe durch den Angriff von kalklösender Kohlensäure 39 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Forschung Photokatalytische Betonoberflächen – Prüfung der Effizienz der photokatalytischen Abbauprozesse – Prüfung der superhydrophilen Eigenschaften Umweltverträglichkeit von Baustoffen Bestimmung der wassereluierbaren anorganischen und organischen Stoffe Denkmalpflege – Diagnose von Schäden – Sanierungskonzepte und Qualitätssicherung – Verträglichkeitsprüfungen – Charakterisierung von historischen Mörteln Porenwasser Ermittlung des Einflusses von Zumahlstoffen, Zusatzstoffen, Zusatzmitteln sowie des Hydratationsalters und der Carbonatisierung auf die qualitative und quantitative Zusammensetzung des Porenwassers Reaktivität von puzzolanischen und latent hydraulischen Bindemitteln – Selektives Lösen – Thermoanalysen Bauschadendiagnose – Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen – Röntgenographische Untersuchungen – Lichtmikroskopische Untersuchungen – Bestimmung des Mischungsverhältnisses von Mörteln/Betonen – Bestimmung der Gesteinskörnungssieblinie – Quantifizierung von baustoffschädlichen Salzen, z. B. Chloride und Sulfate – Ursache von Ausblühungen Qualitative und quantitative Analytik anorganischer und organischer Baustoffe – Güteüberwachung – Forschungsprojekte aller Arbeitsgruppen – Baustoffentwicklung Thermoanalytische Untersuchungen an Baustoffen – Einfluss der Carbonatisierung auf CSH-Phasen – Mineralogische Zusammensetzung des Zementsteins – Quantifizierung des Polymeranteils in PCC 40 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 6 PÜZ-Stellen PÜZ-STELLEN 6.1 Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstellen (PÜZ-Stellen) Voraussetzung für den Handel und die Verwendung aller wesentlichen Bauprodukte sind ein Verwendbarkeitsnachweis (Norm, allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder europäisch technische Zulassung, allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis oder Zustimmung im Einzelfall) und ein Übereinstimmungsnachweis. Die Art der zu erbringenden Nachweise ist für den deutschen Markt in den Bauregellisten enthalten, die regelmäßig vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) aktualisiert werden. Eine Aufteilung der Bauprodukte in die Teile der Bauregelliste erfolgt danach, ob ein Nachweis nach den Landesbauordnungen mit Ü-Kennzeichnung oder ein Nachweis nach der europäischen Bauproduktenverordnung (BauPVO) mit CE-Kennzeichnung erfolgen muss. Für diese Tätigkeiten wird mit dem jeweiligen Hersteller ein langfristiger Vertrag abgeschlossen. Nach erfolgreichem Erstaudit des Produkts und/oder der Produktion (WPK-Handbuch) wird ein Übereinstimmungszertifikat nach LBO oder ein Zertifikat der Leistungsbeständigkeit nach BauPVO ausgestellt. Je nach Produktanforderung folgt danach die laufende Begleitung durch Produktprüfung und/oder jährlicher WPK-Auditierung. Insgesamt wurden 73 derzeit aktuelle Zertifikate von den Zertifizierungsstellen des Lehrstuhls für Baustoffkunde am ibac erteilt. Eine Übersicht über Bauprodukte bzw. Bauarten, für die das ibac als Prüf- oder Zertifizierungsstelle nach BauPVO notifiziert oder als Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle nach LBO anerkannt ist, wird auf der Homepage des ibac (www.ibac.rwth-aachen.de) angegeben. 6.1.1 Harmonisierte Bauprodukte nach Bauproduktenverordnung Für alle in Europa harmonisierten Bauprodukte müssen die jeweiligen Hersteller eine Erklärung gegenüber dem Markt abgeben, dass ihr Produkt den Anforderungen der europäischen Regelwerke entspricht. Äußeres Kennzeichen dieser Herstellererklärung für den Einzelkunden ist i. d. R. das CE-Kennzeichen auf dem Produkt. Je nach Anforderungsniveau verlangt die BauPVO als Grundlage der Herstellererklärung diverse Nachweise, die der Hersteller bei einer unabhängigen, qualifizierten und notifizierten Stelle (notified body) beauftragt. Diese Stelle bestätigt dem Hersteller, dass sein Produkt, seine Produktion und ggf. seine werkseigene Produktionskontrolle (WPK) die in den technischen Spezifikationen genannten Anforderungen einhält. Bescheinigt wird dies durch ein Zertifikat. Das ibac ist als notified body NB 1077 auf Grundlage der BauPVO notifiziert. Voraussetzung für die Notifizierung nach BauPVO ist eine Akkreditierung durch die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS). Mit dieser Akkreditierung wird der Zertifizierungsstelle (BauPVO) die langjährige Kompetenz, auch ihrer Arbeitsabläufe bei der Prüf- und Zertifizierungstätigkeit, amtlich bestätigt. 41 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen PÜZ-Stellen Tabelle 1: Zuständigkeiten der Zertifizierungsstelle nach Bauproduktenverordnung Bauprodukte Zuständiger Mitarbeiter Zertifizierungsstellenleiter Bindemittel Gesteinskörnung Zusatzstoffe Zusatzmittel Dipl.-Ing. (FH) St. Vannahme Dr. T. Krüger Stahlbetonfertigteile Fasern für Beton Mauersteine Mauermörtel Dipl.-Ing. M. Graubohm 6.1.2 Bauprodukte und Bauarten nach Landesbauordnung (LBO) Die bauaufsichtliche Anerkennung als PÜZ-Stelle nach Landesbauordnung wurde zuletzt vom Deutschen Institut für Bautechnik am 11.09.2013 unter der Kennziffer „NRW 01“ neu gefasst. Die Anerkennung gilt für zahlreiche Bauprodukte der Bauregelliste A Teil 1 und A Teil 2 sowie für viele Produkte mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung, die im Teil IIa des Verzeichnisses der PÜZStellen nach den Landesbauordnungen genannt sind. Ebenso wurde das ibac als Prüfstelle für die Überprüfung von Herstellern von Bauprodukten und Anwendern von Bauarten entsprechend Teil IV und als Überwachungsstelle für die Überwachung von Tätigkeiten mit Bauprodukten und bei Bauarten entsprechend Teil V des Verzeichnisses der PÜZ-Stellen nach Landesbauordnungen anerkannt. Tabelle 2: Zuständigkeiten der PÜZ-Stellen nach Landesbauordnung Bauprodukte/ Bauarten Prüfstellen-/ Überwachungsstellenleiter Zertifizierungsstellenleiter von DIN 1045 abweichende Betone Dipl.-Ing. (FH) St. Vannahme Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. Brameshuber Dipl.-Ing. M. Graubohm Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. Brameshuber Beton-ÜK2-Baustellen Putze Mauerwerk Thomas Krüger 42 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 7 Veranstaltungen VERANSTALTUNGEN DES LEHRSTUHLS FÜR BAUSTOFFKUNDE 47. Aachener Baustofftag, 9. April 2014 „Neue Erkenntnisse zu Betonzusatzstoffen“ Begrüßung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Institut für Bauforschung, RWTH Aachen University Überblick über Entwicklungen bei Fasern Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Institut für Bauforschung, RWTH Aachen University Bericht aus dem RILEM Kommittee SCM (Supplementary Cementitious Materials) Dr.-Ing. Anya Vollpracht, Institut für Bauforschung, RWTH Aachen University Hüttensand als Betonzusatzstoffe I Dr.-Ing. Volker Feldrappe, FEhS - Institut für Baustoff-Forschung e.V., Duisburg Hüttensand als Betonzusatzstoffe II Dipl.-Ing. Christina Nobis, Institut für Bauforschung, RWTH Aachen University Flugaschen für die Verbesserung des AKR-Widerstands Prof. Dr.-Ing. Detlef Heinz, Technische Universität München Asche aus Reisschalen Prof. Dr.-Ing. Thomas A. Bier, Technische Universität Bergakademie Freiberg Flugasche und Sulfatwiderstand Dipl.-Ing. Johannes Haufe, Institut für Bauforschung, RWTH Aachen University Geopolymere – Alternative zu Zement Dipl.-Min. Eugen Kleen, MC-Bauchemie Müller GmbH & Co, Bottrop Zu diesem Baustofftag durften wir ca. 100 Teilnehmer im Eurogress Aachen begrüßen. 43 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Veranstaltungen Prof. Dr.-Ing. Thomas A. Bier referierte über Asche aus Reisschalen Flugasche-Workshop In diesem Jahr lud der Lehrstuhl alle Flugaschehersteller, die Produkte vom ibac überwachen lassen, zur 16. Fachveranstaltung dieser Art ein. Auch in diesem Jahr konnten auf dieser Veranstaltung wieder Vertreter der vom ibac überwachten Kraftwerke begrüßt werden. Auf diesem Flugasche-Workshop wurden Vorträge über den aktuellen Stand der Flugaschenormen und die Zertifizierung von Flugaschen nach BauPVO gehalten. Ein Grundlagenvortrag über die Wirkungsweise von Flugasche in Beton rundete die Veranstaltung ab. Der Flugasche-Workshop wird auch 2015 stattfinden. Stefan Vannahme 44 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 8 Publikationen PUBLIKATIONEN 8.1 in wissenschaftlichen Zeitschriften Brameshuber, W. ; Graubohm, M.: Neues Mörtelsystem für Dünnbettmauerwerk - "Mörtelband". In: Mauerwerk 18 (2014), Nr. 1, S. 2–14 ISSN 1432-3427 Brameshuber, W. ; Graubohm, M.: Formfaktoren für Mauersteine. In: Mauerwerk 18 (2014), Nr. 1, S. 15–26 ISSN 1432-3427 Brameshuber, W. ; Graubohm, M.: Sanierungsverfahren auf Materialeigenschaften abstimmen. Teil 1: Gut untersucht ist halb geplant. Teil 2: Prüfergebnisse + Erfahrung = Sicherheit. In: Bauen im Bestand B + B 37 (2014), Nr. 3, S. 22–26, Nr. 5, S. 57–61 ISSN 2190-9504 Brameshuber, W. ; Saenger, D.: Zustimmungsverfahren einer gelochten Parkhausfassade aus Klinkern. In: Mauerwerk 18 (2014), Nr. 1, S. 31–44 ISSN 1432-3427 Brameshuber, W. ; Saenger, D. ; Winkels, B.: Neue Entwicklungen im Mauerwerkbau. In: Mauerwerk 18 (2014), Nr. 3/4, S. 151–163 ISSN 1432-3427 Brameshuber, W.: Nicht genormtes Architekturmauerwerk, Rationalisierung und 9/11. In: Mauerwerk 18 (2014), Nr. 1, S. 1 ISSN 1432-3427 Brameshuber, W.: Freude an Innovationen in der Baustofftechnik. In: Bauingenieur (2014), Jahresausgabe 2014/2015, S. 104–108 Brameshuber, W., Mechtcherine, V. ; Gorges, M. ; Schroefl, C. ; Assmann, A.; Bettencourt Ribeiro, A. ; Cusson, D. ; Custodio, J. ; Fonseca da Silva, E. ; Ichimiya, K. ; Igarashi, S.-I. ; Klemm, A. ; Kovler, K. ; Mendonca Lopes de, A.N. ; Lura, P. ; Nguyen, V.T. ; Reinhardt, H.-W. ; Toledo Filho, R.D. ; Weiß, J. ; Wyrzykowski, M. ; Ye, G. ; Zhutovsky, S.: Effect of Internal Curing by Using Superabsorbent Polymers (SAP) on Autogenous Shrinkage and Other Properties of a High-Performance Fine-Grained Concrete: Results of a RILEM Round-Robin Test. In: Materials and Structures (RILEM) 47 (2014), Nr. 3, S. 541–562 ISSN 1359-5997 Nobis, C.: Erhöhung des Recyclinganteils bei der Betonherstellung. In: Beton 64 (2014), Nr. 9, S. 17 = Fachtagung Praxis Transportbeton, Hamburg, 3. und 4. September 2014 ISSN 0005-9846 45 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Publikationen 8.2 auf wesentlichen Fachkongressen Brameshuber, W.: Überblick über die Entwicklungen bei Fasern. Aachen : Institut für Bauforschung, 2014. In: Neue Erkenntnisse zu Betonzusatzstoffen, 47. Aachener Baustofftag, Aachen, 09. April 2014, 36 Seiten Graubohm, M. ; Brameshuber, W.: Crack Safety of Non-Load Partition Walls Made of Autoclaved Areated Concrete. Guimaraes : Chapa5, 2014. In: Proceedings of the 9th International Masonry Conference, Guimaraes, July 7 - 9, 2014, (Lourenco, P.B. ; Haseltine, B.A. ; Vasconcelos, G. (Eds.)), 12 Seiten ISBN 978-972-8692-85-8 Haufe, J.: Flugasche und Sulfatwiderstand. Aachen : Institut für Bauforschung, 2014. In: Neue Erkenntnisse zu Betonzusatzstoffen, 47. Aachener Baustofftag, Aachen, 09. April 2014, 21 Seiten Nebel, H.: Requirements on Building Materials Concerning Durability. Potsdam : Xella, 2014. In: 10 Years Xella Research on Building Materials, Symposium, Potsdam, 4th September 2014, 6 Seiten Nobis, C.: Entwicklung von Anwendungsregeln für Hüttensandmehl als Betonzusatzstoff. Teil 2: k-Wert Konzept und Equivalent Concrete Performance Concept (ECPC). Aachen : Institut für Bauforschung, 2014. In: Neue Erkenntnisse zu Betonzusatzstoffen, 47. Aachener Baustofftag, Aachen, 09. April 2014, 25 Seiten Saenger, D. ; Brameshuber, W.: Stability of Lightweight Masonry Basement Walls for an Out-of-Plane Loading. Guimaraes : Chapa5, 2014. In: Proceedings of the 9th International Masonry Conference, Guimaraes, July 7 - 9, 2014, (Lourenco, P.B. ; Haseltine, B.A. ; Vasconcelos, G. (Eds.)), 12 Seiten ISBN 978-972-8692-85-8 Vollpracht, A.: Bericht aus dem RILEM COMMITTEE TC 238-SCM: Hydration and Microstructure of Concrete with Supplementary Cementitious Materials. Aachen : Institut für Bauforschung, 2014. In: Neue Erkenntnisse zu Betonzusatzstoffen, 47. Aachener Baustofftag, Aachen, 09. April 2014, 26 Seiten 46 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Publikationen 8.3 in wesentlichen Büchern Brameshuber, W.: Mit Baustoffen Neues wagen! Hannover : Institut für Baustoffe. In: Schriftenreihe Berichte aus dem Institut für Baustoffe (2014), Nr. 12 Festschrift Ludger Lohaus zur Vollendung des sechzigsten Lebensjahres, S. 97–105 ISBN 978-3-936634-13-6 Brameshuber, W.: Eigenschaften von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen : Properties of Masonry Units, Mortars, Masonry and Plasters. Berlin : Ernst & Sohn. In: Mauerwerk-Kalender 39 (2014), S. 3–34 ISBN 978-3-433-03070-7 47 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen 9 Mitarbeit in Ausschüssen Mitarbeit in Ausschüssen Réunion Internationale des Laboratoires d'Essais et de Recherches sur les Matériaux et les Constructions (RILEM) RILEM-Delegierter Deutschlands: Brameshuber RILEM – member of bureau (Brameshuber) TC 222-SCF Simulation of Fresh Concrete Flow (Brameshuber) TC 225-SAP Application of Super Absorbent Polymers in Concrete Construction (Brameshuber) TC 232-TDT Test Methods and Design of Textile-Reinforced Concrete (Brameshuber – Convenor, Hinzen) TC 233-FPC Form Pressure Generated by Fresh Concrete (Brameshuber) TC 238-SCM Hydration and Microstructure of Concrete with Supplementary Cementitious Materials (Brameshuber, Vollpracht) TC 244-NUM Numerical Modelling of Cement-Based Materials (Brameshuber) TC TDK Testing methods for determination of double-K criterion for crack propagation in concrete (Brameshuber) Technical Committee SRT Sulfate resistance testing (Brameshuber, Haufe) Comité Européen de la Normalisation (CEN) TC 125 Mauerwerk WG 4 Prüfverfahren (Brameshuber) TC 104 Beton SC 1 Normung EN 206 – WG 4 Fly Ash (Brameshuber) – WG 9 Silica Fume (Brameshuber) Fédération Internationale du Béton (fib) TG 8.12 SCM – Constitutive Laws for Concretes with Supplementary Cementitious Materials (Brameshuber, Vollpracht) 48 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Mitarbeit in Ausschüssen Sachverständigenausschüsse des Deutschen Instituts für Bautechnik, Berlin (DIBt) Betontechnologie – A - Grundsatzfragen Bauprodukte (Brameshuber) – B1 - Bindemittel (Brameshuber) – B2 - Betonzusatzmittel (Brameshuber – Obmann) – B3 - Betonzusatzstoffe (Brameshuber – Obmann) – B5 - Sonderbetone (Brameshuber) – B1 - Faserzementprodukte (Brameshuber) – PG Sulfatangriff (Brameshuber – Obmann) – PG Frost- und Frost-Tausalzprüfung (Brameshuber) – PG Textilbetonverstärkung (Brameshuber) Mauerwerk – B1 - Wandbauelemente (Brameshuber) – B2 - Mauermörtel (Brameshuber) Umweltschutz – A - Grundsatzfragen Umweltschutz (Vollpracht) – B – Baustoffe (Vollpracht) – PG Prüfverfahren zur Umweltbewertung (Vollpracht) – PG Boden- und Grundwassergefährdung (Vollpracht, Brameshuber) – PG Beton (Vollpracht, Brameshuber) – PG Beregnete Bauteile (Brameshuber, Vollpracht) – AG Modellierung Dach und Fassade (Brameshuber) 49 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Mitarbeit in Ausschüssen Deutsches Institut für Normung (DIN) – Normenausschuss Bauwesen (NABau) Fachbereich 6 Mauerwerksbau – Lenkungsgremium NABau-Fachbereich 06 Mauerwerksbau (Brameshuber) – Arbeitsausschuss DIN 1053-3 Bewehrtes Mauerwerk (Brameshuber) – Arbeitsausschuss DIN 1053-4 Mauerwerk; Bauten aus Fertigteilen (Brameshuber) – Arbeitsausschuss DIN 1053-5 Bauen mit großformatigen Planelementen (Brameshuber) – Arbeitskreis Baustoffe zu EC 6 (Brameshuber – Obmann, Graubohm) – Arbeitskreis Bemessung zu EC 6 (Brameshuber) – Arbeitskreis Weiterentwicklung Eurocode 6 (Brameshuber) – Spiegelausschuss Mauerwerksbau (SpA zu CEN/TC 125, CEN/TC 250/SC 6) (Brameshuber) – Spiegelausschuss Mauermörtel (SpA zu CEN/TC 125/WG 2) (Brameshuber) – Spiegelausschuss Prüfverfahren (SpA zu CEN/TC 125/WG 4) (Brameshuber – Obmann, Graubohm) – Koordinierungsausschuss Mauersteine (SpA zu CEN/TC 125/WG 1) (Brameshuber – Obmann, Graubohm) – Arbeitsausschuss Erdbebensicherheit von Mauerwerk (Brameshuber) – Spiegelausschuss Putzmörtel (SpA zu CEN/TC 125/WG 5, CEN/TC 125/WG 2) (Saenger) – Arbeitsausschuss Wandbaustein und -platten aus Porenbeton (Brameshuber – Obmann) – Arbeitsausschuss Mauerziegel (Brameshuber) – Arbeitsausschuss Beton-, Leichtbeton-Mauersteine und Leichtbeton-Wandbauplatten (Brameshuber) – Arbeitsausschuss Kalksandstein (Brameshuber) – Arbeitsausschuss Werkmörtel (Brameshuber) Fachbereich 7 Beton und Stahlbeton / Deutscher Ausschuss für Stahlbeton Deutscher Ausschuss für Stahlbeton – Vorstand ( Brameshuber) Lenkungsgremium NA Bau Fachbereich 07 Beton- und Stahlbetonbau (Brameshuber) 50 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Mitarbeit in Ausschüssen Arbeitsausschuss Betontechnik (Brameshuber) – Spiegelausschuss TC 104 SC 1 WG 4, WG 9 und WG 15 Zusatzstoffe (Brameshuber) – Technischer Ausschuss Umwelt (Brameshuber - Obmann, Vollpracht) Arbeitsausschuss NA Fasern für Beton (Brameshuber) Arbeitsausschuss Betonzusatzstoffe (SpA zu CEN/TC 104/WG4, WG9, WG15) (Brameshuber) Arbeitsausschuss Zement (SpA zu CEN/TC 51 und ISO/TC 74) (Brameshuber) Verschiedene – Gemeinschaftsausschuss NA 005 53 01 GA NABAU/NAW; Boden und Grundwasser (Brameshuber) – Arbeitskreis STLB-Bau, LB 013 (Brameshuber) Bundesminister für Verkehr bzw. Bundesanstalt für Straßenwesen ZTV-ING Arbeitsgruppe Massivbau (Brameshuber) Deutscher Beton- und Bautechnikverein (DBV) – Beratendes Mitglied (Brameshuber) – Bausachverständiger (Brameshuber) – Ausbildungsbeirat Beton (Brameshuber) – HABT-AK Chemischer Angriff (Brameshuber, Vollpracht) Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) Fachausschuss Zerstörungsfreies Prüfen im Bauwesen (Brameshuber) 51 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Personal 10 PERSONAL Lehrstuhlleitung Lehrstuhl für Baustoffkunde Wolfgang Brameshuber, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Assistenz Prof. Brameshuber Dorothée Slaats Juniorprofessur Umweltverträglichkeit von Baustoffen / Bindemittel Juniorprofessorin (ab 01.06.14) Anya Vollpracht, Prof. Dr.-Ing. Betriebsleitung Thomas Krüger, Dr. Lehre / Organisation Personalangelegenheiten und Öffentlichkeitsarbeit Sigrid Hubatsch Information / Textverarbeitung Rüdiger Schwarz Koordination Lehre Dorothée Slaats Prüfstellen für bauaufsichtlich relevante Produkte Bereich Bindemittel, Beton Stefan Vannahme, Dipl.-Ing.(FH) Bereich Mauerwerk Markus Graubohm, Dipl.-Ing. Verwaltung / Technik / IT / Werkstatt Valeria Ciorba, Dipl.-Ök. Kaufmännische Verwaltung Gabriele Foerster Bibliothek Karola Küster Grafik Ute Leonhardt, Dipl.-Des.(FH) IT-Services Andreas Geister Rainer Krickel (Leiter) Christian Müller Werkstatt Dennis Breuer (Auszubildender) Vincent Mabbett (Auszubildender) 52 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Personal Arbeitsgruppen Anya Vollpracht, Prof. Dr.-Ing. (Arbeitsgruppenleiterin, Juniorprofessorin ab 01.06.14) Johannes Haufe, Dipl.-Ing. Michael Kraus, Dipl.-Ing. (ab 01.07.14) Umweltverträglichkeit von Baustoffen / Bindemittel Patrick Hartwich, M. Sc. (ab 15.05.2014) Xiaochen Lin, M. Sc. Christina Nobis, Dipl.-Ing. Stefan Vannahme, Dipl.-Ing. (FH) Joachim Hannawald, Dr.-Ing. Dipl.-Phys. (Arbeitsgruppenleiter ab 01.10.14) Christiane Kerschl, Dipl.-Ing. Michael Kraus, Dipl.-Ing. Beton (bis 30.06.14) Simon Cleven, M. Sc. (ab 01.04.2014) Christian Neunzig, Dipl.-Ing. Wolfgang Brameshuber, Prof. Dr.-Ing. (Arbeitsgruppenleiter) Markus Graubohm, Dipl.-Ing. Mauerwerk Dorothea Saenger, Dipl.-Ing. Bernd Winkels, Dipl.-Ing. Holger Nebel, Dr. rer. nat. (Arbeitsgruppenleiter) Mineralogie und Anorganische Chemie Nadine Höhne, M. Sc. Gabriele Losch Astrid Skrotzki Labor Doris Ruppelt, Dipl.-Ing. (FH) 53 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Personal Baustofflabore Stefan Vannahme, Dipl.-Ing. (FH) (Leiter) Sandra Clesius Bereich Arbeitsgruppe Bindemittel Jörg Klippel Peter Meyer Thomas Apweiler (Leiter) Frank Engelmann Wolfgang Föller Bereich Arbeitsgruppe Beton Hans Streb Günter Wiwianka Manuel Wagner (Auszubildender) Niklas Wilden (Auszubildender) Günther Albers Ranko Pavlovic Bereich Arbeitsgruppe Mauerwerk Felix Otte Zusätzlich unterstützen 26 studentische Hilfskräfte den Lehrstuhl bei der Bearbeitung von Projekten. 54 Jahresbericht 2014 | Lehrstuhl für Baustoffkunde, Aachen Personal Neue Mitarbeiter Als neuer Mitarbeiter verstärkt Simon Cleven, M. Sc. seit dem 01. April 2014 die Arbeitsgruppe Beton. Seit dem 15. Mai 2014 arbeitet Patrick Hartwich, M. Sc. in der Gruppe Umweltverträglichkeit von Baustoffen / Bindemittel. 55 56 Lehrstuhl für Baustoffkunde Institut für Bauforschung Postfach, 52056 Aachen, GERMANY +49 (0) 241 80-951 00 +49 (0) 241 80-921 39 [email protected] www.ibac.rwth-aachen.de