Herzlich Willkommen im Labor für Baustoffe und Konstruktiven Ingenieurbau der BO!

• Sara Passaler (Tutorin)
• Johann Heynck (SHK)
• Nazli Özen (SHK)
• Kenny Molitor (SHK)
• Martin Wirtz Aldeano (SHK)

Die Prüfanlage der Firma Dyna-Mess wird für statische und dynamische Prüfungen an Bauteilen eingesetzt.
Der Portalrahmen mit den Abmessungen 7,0 x 3,0 x 4,5 m ermöglicht Prüfungen an Biegebauteilen bis zu einer Länge von 5 m sowie an Wandelementen mit Abmessungen von bis zu 1,25 x 1,50 x 0,40 m (H x L x B). Im Einachs- oder Zweiachsbetrieb können in vertikaler Richtung Belastungen von bis zu 3000 kN als statische Druckkraft aufgebracht werden. In horizontaler Richtung sind sowohl statische als auch dynamische Belastungen mit Frequenzen von bis zu 5 Hz und Amplituden von +/- 2 mm möglich, bei Lasten von bis zu 500 kN als Zug- oder Druckkraft.

Die vollautomatische 600 kN-Universalprüfmaschine des Herstellers Zwick wird elektrisch über Spindeln angetrieben und erlaubt sehr genaue Druck- und Zugprüfungen an größeren Probekörpern und/oder besonders festen Materialien. Sie bietet zwei Prüfräume; speziell für normkonforme Zugprüfungen an Bewehrungsstahl ist sie mit hydraulisch schließenden Probenhaltern ausgestattet. Für die berührungslose Verformungsmessung kann die Maschine mit dem System VideoXtens ergänzt werden.

Das Baustofflabor verfügt über eine vollautomatische 10 kN-Universalprüfmaschine vom Typ Allround-Line der Fa. Zwick mit der Regelelektronik testControl II. Es sind extrem genaue Prüfungen im Bereich geringer Lasten möglich. Mit dem optischen System VideoXtens kann die Verformung eines Probekörpers auch berührungslos gemessen und geregelt werden. 

Die Prüfanlage der Firma Form+Test wird für statische Druck- und Biegezugversuche verwendet. Die maximale Druckkraft beträgt 4000 kN, so dass die Druckfestigkeit von normal-, hoch- und ultrahochfesten Betonen sowohl an 15er-Würfeln als auch an 15er-Zylindern geprüft werden kann. Mit Hilfe der vollautomatischen Steuerung und zwei DD1-Aufnehmern kann u.a. auch der statische Elastizitätsmodul geprüft werden. Der Aufbau wird komplettiert durch einen Biegezugrahmen mit einer Maximallast von 100 kN.

Die Maschine vom Hersteller Testing dient der effizienten Prüfung der Festigkeit von Zement und anderen Bindemitteln. Es stehen zwei Prüfräume für Biegezug- und Druckprüfungen an entsprechenden Prismen zur Verfügung. Die maximalen Kräfte sind 20 respektive 300 kN.

Die Durchlässigkeit der Randzone ist von herausragender Bedeutung für die Dauerhaftigkeit von Beton. Mit dem Torrent-Gerät wird die Luftpermeabilität der Betonrandzone bestimmt. Die so gemessene Durchlässigkeit korreliert nachgewiesenermaßen mit verschiedenen Dauerhaftigkeitsparametern.

Da das Gerät mobil einsetzbar ist, lassen sich nicht nur im Labor hergestellte Probekörper prüfen, sondern auch gerade errichtete Bauteile oder bestehende Bauwerke. Es ist also prinzipiell möglich, Ausführungsmängel aufzuspüren.

In einem selbst entwickelten und gebauten Meßstand wird das freie und behinderte Schwinden zementgebundener Materialien untersucht. Der Kegel ermöglicht die Erfassung sehr früher Schwindverformungen noch vor dem Erstarren und eignet sich daher besonders für das autogene und das Frühschwinden. Im Ringsystem wird durch den Stahlring eine Zwangsspannung im Beton erzeugt, die über die Messung der Stahlringstauchung mittels DMS auch quantifiziert werden kann. Der schlagartige Abfall der Ringstauchung zeigt den Zeitpunkt der Rissbildung an. Die Geräte stehen zur Berücksichtigung unterschiedlicher Klimata optional in einem dichten Behälter mit temperierbarem Wasser.

Mit einem automatischen Vicat-Gerät kann das Erstarrungsverhalten von Zement- und anderen Bindemittelleimen untersucht werden. Dabei wird in definierten Zeitabständen gemessen, wie tief eine Nadel in einen Zementleimkuchen eindringt. Das Erstarren von Zementen darf nicht vor einer genormten Zeit nach dem Mischen beginnen. So wird gewährleistet, dass Beton, der mit diesem Zement hergestellt wird, ausreichend lange verarbeitbar bleibt. Das Gerät hat zwei Messplätze; das Wasser im normativ geforderten Lagerbecken kann temperiert werden.

Mit dem Kalorimeter TAM Air wird die Wärmefreisetzung bei hydraulischen, latent-hydraulischen und puzzolanischen Abbindeprozessen untersucht. Diese ist ein Indikator für den Reaktionsfortschritt des Bindemittels. Das Gerät des Herstellers TA Instruments misst hierzu den Wärmeabfluss bei konstanter Temperatur (isotherme Wärmeflusskalorimetrie); es sind Messungen bei Temperaturen zwischen 5 und 90 °C realisierbar.

Mittels spezieller Gefäße, in denen sowohl der Misch- als auch der Messprozess abläuft, ist es möglich, die Wärmefreisetzung unmittelbar ab Mischung der Stoffe zu messen.

Mit der Prüfanlage des Herstellers Schleibinger Geräte wird die Frost- und Frost-/Tausalzbeständigkeit von Beton untersucht. Es können Prüfungen nach dem CDF/CIF-Verfahren und nach dem VDZ-Würfelverfahren durchgeführt werden.

Der Hochleistungsmischer zur Herstellung von Beton ist ein zweimotoriger Doppelwellenmischer des Herstellers BHS Sonthofen mit einer Leistung von bis zu 11 kW. Es können pro Charge zwischen 10 und 60 Liter Beton hergestellt werden. Besonders bei der Herstellung von Hochleistungsbetonen mit sehr niedrigen Wasser- und Bindemittelgehalten beweist der Mischer seine außergewöhnliche Leistungsfähigkeit.

Die Mahlfeinheit von Zementen ist wesentlich für deren Abbindeverhalten und beeinflußt verschiedene betontechnologische Parameter. Mit dem modernen halbautomatischen Messgerät wird die spezifische Oberfläche nach BLAINE (in cm²/g) als Maß der Zementfeinheit bestimmt. Die Ergebnisse fließen unter anderem in Untersuchungen zur Maximierung der Packungsdichte von Bindemittelgemischen und Betonen ein.

Der benutzerfreundliche und leistungsfähiger 3D-Drucker der Firma Ultimaker ermöglicht uns, selbst entwickelte 3D-Modelle in hoher Qualität zu drucken.

Der Drucker verfügt über zwei Druckköpfe, mit welchen neben den gängigen Materialien wie PLA (Polylactid) und PVA (Polyvinylalkohol) auch schwieriger zu verarbeitende Filamente wie Nylon oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) aufgrund des beheizten Bauraumes ebenfalls gedruckt werden können. 

Das modulare Messsystem für 2D- und 3D-Analysen der Firma Carl Zeiss GOM Metrology GmbH ermöglicht uns anhand von präzisen 2D- und 3D-Koordinaten die Analyse von statisch oder dynamisch beanspruchten Bauteilen.

Die Größe der Bauteile kann dabei sehr variabel ausfallen, von sehr kleinen Proben bis zu Proben die größer als 1 m sind.

Es können Dehnungen analysiert werden, Verformungen, Winkeländerungen und viele weiter Parameter.

Die Versuche können in ausführlichen Reporten mit unterschiedlichsten Diagrammen und Videos dokumentiert werden.

Die begehbare Klimakammer der Firma Weiss Technik erlaubt es größere Bauteilversuche unter bestimmten Klimabedingungen durchzuführen. Die Kammer hat eine Grundfläche von 7,5 m². Es können Temperaturen im Bereich von -20 °C bis +60 °C  und relative Luftfeuchtigkeiten im Bereich von 0 % bis 95 % gefahren werden. Die Prüfungsabläufe lassen sich individuell programmieren.

Das Lasergranulometer Cilas 1090 dient zur Bestimmung der Korngrößenverteilung in Pulvern im Bereich des Partikeldurchmessers von 40 nm bis 500 µm. Als Dispergentien stehen Wasser und Isopropanol zur Verfügung. Ergänzt wird der Aufbau durch eine automatische Filteranlage für Isopropanol. Die Ergebnisse der Lasergranulometrie werden beispielsweise zur Optimierung von Bindemitteln und Betonen eingesetzt.

Das Prüfgerät der Firma Lang misst den dynamischen Elastizitätsmodul mittels akustischer Resonanzanalyse. Die Schwingung wird mit einer Kugel angeregt, unter dem Probekörper befindet sich ein Mikrofon. Als Probekörper eignen sich verschiedene Geometrien.

Der Vorteil der zerstörungsfreien Prüfung kommt v.a. in Verbindung mit der Kugelfallautomatik zum Tragen. Sie ermöglicht eine automatische Wiederholung der Prüfung, so dass beispielweise die Entwicklung des Elastizitätsmoduls von Beton über Tage und Wochen bestimmt werden kann.

Unsere Labormühle Emax vom Hersteller Retsch ist eine Prall- oder Kugelmühle mit außergewöhnlichen Leistungsdaten. Die beiden Mischgutbehälter aus Wolframcarbid rotieren mit bis zu 2000 Umdrehungen pro Minute. Mittels externem Kühlkreislauf kann Reibungswärme abgeführt werden, so dass selbst lange Mischvorgänge ohne Unterbrechung möglich sind. Wir nutzen die Mühle zurzeit v.a. zum sehr feinen Aufmahlen von Ausgangsstoffen für die Betonherstellung.

Im Baustofflabor der Hochschule Bochum gibt es umfassende Möglichkeiten sowohl zur klimatisierten Lagerung von Probekörpern als auch zur Durchführung von Versuchen unter den meisten praxisrelevanten klimatischen Bedingungen:

• Klimaschrank Binder MKF 240: Relative Luftfeuchte von 10 bis 99 % r.F., Temperaturbereich -40 °C bis +180 °C, Volumen 240 Liter
• Konstantklimaschrank Memmert ICH 110 C zur Schnellcarbonatisierung