Dr. Wolfram Schmidt untersucht im Labor mit einem Rheometer die Fließeigenschaften von Beton.

Dr. Wolfram Schmidt untersucht mit einem Rheometer die Fließeigenschaften von Beton.

Quelle: BAM/David Weyand

Wird Beton nicht korrekt verbaut, drohen Risse. Bei einfachen Anwendungen lässt sich das durch bestimmte Techniken ausgleichen. Bei Spezialbetonen, die bei Windkraftanlagen, Hochhäusern oder Tunneln zum Einsatz kommen, kann mangelnde Kenntnis über die Fließeigenschaften zu schweren Bau- und Sicherheitsmängeln führen.

Dr. Wolfram Schmidt von der BAM erforscht in dem interdisziplinären Projekt „M-Flow“ die Fließeigenschaften von Beton. Das BAM Team will hier neue Impulse setzen, gerade weil viele Normen und Vorschriften im Bausektor noch auf Baustoffkenntnissen aus den 1960er-Jahren beruhen.

Viel mehr als Wasser, Zement und Sand

Dabei interessieren sie sich vor allem für Kleinstpartikel während des Übergangs vom flüssigen zu einem festen Stoff. Denn der Baustoff Beton besteht längst nicht mehr nur aus Wasser, Zement und Sand. Er besteht aus einer Vielzahl chemischer Zusatzstoffe – etwa Polymeren, also Molekülketten, oder Nanopartikeln als Bindemittel. Sie sorgen für einen besseren Zusammenhalt der Betonbestandteile ohne zu verklumpen, und sie lassen die Masse besser fließen. Gerade wegen der vielen Komponenten sind die Fließeigenschaften von Beton sehr unterschiedlich und komplex.

Chemiker, Physiker und Ingenieure für mehr Effizienz

Im BAM Projekt arbeiten daher sowohl Chemiker und Physiker – Experten für Zusatzstoffe – als auch Ingenieure als Fachleute für Bauchemie und Betonverarbeitung. Gemeinsam wollen sie besser verstehen, wie sich die Fließeigenschaften verändern lassen.

So könnte man den Baustoff noch gezielter einsetzen. Hersteller könnten die chemische Zusammensetzung ihrer Produkte optimieren, Architekten und Bauingenieure bekämen neue Anwendungsmöglichkeiten. Denkbar wäre etwa, dass Betonwände, die früher 60 Zentimeter dick sein mussten, mit lediglich 30 Zentimetern auskommen. Aber nur wenn man weiß, wie die modernen Betone fließen, kann man sie auch fehlerfrei einsetzen und damit Ressourcen sparen. Die Mehrzahl an Baumängeln entsteht nämlich durch falsche Verarbeitung. Das gilt auch bei Offshore-Windenergieanlagen: Mehr Wissen um die Fließeigenschaften von Beton könnte die Sicherheit und Langlebigkeit der Anlagen deutlich erhöhen.