Lehrstuhl für

Baustofftechnik

Beton ist bunt – über die Vielfältigkeit eines ganz besonderen Baustoffs –

Gemeinschaftsveranstaltung des Lehrstuhls für Baustofftechnik und des Lehrstuhls für

Stahlbeton- und Spannbetonbau der Fakultät für Bau- und

Umweltingenieurwissenschaften der Ruhr-Universität Bochum zum Girls’ Day 2008.

Wie erschafft man einen künstlichen Stein? Unter dieser Fragestellung begrüßten der

Lehrstuhl für Baustofftechnik sowie der Lehrstuhl für Stahlbeton- und Spannbetonbau

am 24. April 2008 15 Schülerinnen im Rahmen des Girls’ Day 2008.

Dass dieses Thema natürlich an der Bochumer Universität eine ganz besondere Rolle

spielt, erkannten die potenziellen Jungingenieurinnen bereits auf dem Weg von der

neuen Mensa zu den Versuchshallen. Vorbei an zahlreichen Betonpfeilern, -trägern und

hinüber über die klappernden Waschbetonplatten fiel den Schülerinnen doch sogleich

der besondere Charakter der vielfältigen betonarchitektonischen Landschaft der Ruhr-

Universität auf – und mit ihm auch die speziellen Probleme, die natürlich auch für die

Schülerinnen deutlich sichtbar waren:

Rissdurchzogene Bauteile, sichtbare, korrodierte Bewehrungsstäbe und Beton-

abplatzungen, soweit das Auge reicht.

Wie Schäden dieser Art von Beginn an vermieden werden können, worauf es bei der

Betonrezeptur ankommt, und wie sich die Eigenschaften des Betons steuern und

verändern lassen, sollten die Schülerinnen an diesem Nachmittag selbst erfahren.

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Baustofftechnik

Nach einem kurzen Überblick über die wichtigsten Zutaten des Betons wurden die

vorbereiteten Komponenten aus Zuschlagkörnern, Wasser und Zement in einer

Betontrommel zu Frischbeton verarbeitet. Durch die dosierte Zugabe von Sand stellten

die Schülerinnen mit Kellen bewaffnet dann fest, wie sich die Konsistenz des Betons

verändert. Dass der frische Beton dabei schon „relativ schwer“ ist, konnten die

Teilnehmerinnen somit auch gleich erfahren.

Nicht nur zuschauen – sondern auch aktiv mit anfassen …

Um dem Motto der Veranstaltung gerecht zu werden, sollte nun anschließend der

„grauen Pampe“ Farbe verliehen werden. Denn das Motto lautete schließlich: „Beton ist

bunt“. Doch zunächst galt es, dafür den Beton aus der großen Rührtrommel in kleinere

Schüssel zu schaufeln.

… Berührungsängste gegenüber dem grauen Beton kannten die Schülerinnen nicht

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Baustofftechnik

Als kreative Künstlerinnen erwiesen sich die Schülerinnen, als es um die

Farbgestaltung des Betons ging. Aus den Ausgangsfarben gelb, rot und grün wurden so

ganz eigene Farbgebungen kreiert. Nach kräftigem Rühren und Vermischen des Betons

mit den Farbkreationen konnte der nun eingefärbte Beton in die vorbereiteten

Schalungen gefüllt werden. Auf diese Weise entstanden vier in ihrer Farbgestaltung

sicherlich einzigartige Probewürfel.

Den Schülerinnen fiel auf, dass das Einfüllen des relativ zähen Betons sehr mühsam ist.

Fließfähigerer Beton würde sich viel besser eignen. Dass das Verhältnis zwischen

zugegebenem Zement und Wasser eine große Rolle für die Festigkeit und Qualität des

Betons spielt, hatten die Teilnehmerinnen bereits gelernt, und so stand fest: Um den

Beton fließfähiger zu machen, darf kein zusätzliches Wasser verwendet werden!

Vielmehr zeigte sich, dass über die Zugabe von Fließmittel der Beton in eine viel besser

zu verarbeitende Konsistenz verwandelt werden konnte. Der Rührtest mit den Kellen in

der Betontrommel zeigte das ganz deutlich.

Kleine Einweisung vor dem Spiel mit den Farben

Viel genauer ließ sich dass dann an einem kleinen Versuch messen. Mit dem

sogenannten „Ausbreitversuch“ wurde der Beton ohne Fließmittel mit dem nun

fließfähigeren Beton verglichen. Natürlich erkannten die

Nachwuchswissenschaftlerinnen schnell, dass sich der fließfähigere Beton viel

schneller ausbreitet, und das Messergebnis bestätigte auch diese Erkenntnis.

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Wie aber überprüft man nun, ob der Beton auch tatsächlich so fest ist, wie man ihn

benötigt? Dazu wechselte die Gruppe kurzerhand vom Betonkeller in die große

Versuchshalle.

Festigkeitsprüfung des Betons mit geballter Kraft von über 200 Tonnen

Dort stand bereits die Prüfmaschine bereit, einen Probekörper aus erhärtetem Beton

auf seine Druckfestigkeit zu prüfen. Das Ergebnis war erstaunlich: Obwohl der Würfel

nur eine Kantenlänge von 15cm besaß, hielt er dem Druck von umgerechnet mehr als

200 mittelschweren Autos aus. Erst dann rissen die Randbereiche des Würfels und

einige Stücke des Betons platzten vom Würfel ab.

Eine der wichtigsten Eigenschaften des Betons – die enorm hohe Druckfestigkeit – war

somit eindrucksvoll bewiesen. Doch wie sieht es aus, wenn der Beton gezogen wird?

Betonfestigkeitsprüfung - gespanntes Warten auf den großen Knall

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Zu diesem Zweck wurde ein liegender Betonzylinder in die gleiche Maschine eingebaut.

Durch den Druck der Maschine auf die Längsseite verformte sich der kreisförmige

Querschnitt. Während die Druckkräfte senkrecht durch den Kreisquerschnitt liefen,

wurde dieser mit zunehmender Kraft immer breiter. Mit einem lauten Knacken riss

dann plötzlich der Probezylinder in zwei Hälften. Die Zugkräfte hatten ihn in zwei

nahezu gleich große Teile zerteilt.

Kleine Würfel mit großer Wirkung

Wie unterschiedlich Beton sein kann, konnten die Schülerinnen dann an verschiedenen

Betonkörpern selbst erfahren. Sowohl die Gewichtsunterschiede zwischen Leicht-,

Normal- und Schwerbeton, als auch die verschiedenen Bewehrungsmöglichkeiten

wurden anschaulich und ausführlich untersucht.

Der Rückprallhammer forderte von den Teilnehmerinnen schon einiges an Kraftaufwand.

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Wieso die vielen Betonschäden an der Universität auftreten, zeigte sich dann in einem

weiteren Versuch: Die fortschreitende Karbonatisierung und die damit verbundene

Korrosionsgefahr des Stahls im Beton ließ sich mit einfachem Besprühen eines

Betonfragments zeigen. Die Indikatorlösung „Phenolphthalein“ verfärbt die „gesunden“

Betonstellen rosa, während die „kranken“, karbonatisierten Betonbereiche grau

verbleiben.

Dass man die Festigkeit des Betons auch prüfen kann, ohne ihn dafür zerstören zu

müssen, erfuhren die Schülerinnen dann zum Abschluss der Versuchsreihe. Mit dem

Rückprallhammer testeten die Teilnehmerinnen die Festigkeiten verschiedener Würfel

sowie einer Stütze der Versuchshalle.

Doch auch das Ablesen der Werte war nicht ganz so leicht.

Bevor es für die Teilnehmerinnen an der Zeit war, sich von der Ruhr-Universität wieder

zu verabschieden, verschafften Sie sich an einigen Stellen der Universität noch einen

genauen Eindruck vom Zustand sowie von der Sanierungsbedürftigkeit der Gebäude

und Bauteile. Beim Anblick der rostenden Bewehrungsstähle und tiefen Betonlöcher in

den Stützen war den Schülerinnen sofort klar: dieser Beton dort ist krank – und rosa

verfärbt sich der nicht mehr.