Reproduzierbare Probenaufbereitung im Trockenschrank

Die Rasterelektronenmikroskopie bringt es ans Licht. Abhängig von der idealen Rezeptur ist der Baustoff Beton kleinporig und dicht und damit beständig gegen Angriffe durch Feuchtigkeit, Frost oder chemische Substanzen.

Die Arbeitsgruppe „Zementgebundene Baustoffe“ der Berliner BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung forscht nach neuen Rezepturen, insbesondere für die Instandsetzung von Beton. Vor den vielfältigen Materialprüfungen werden die Proben in einem Kühlbrutschrank IPP, einem Trockenschrank sowie einem Klimaprüfschrank CTC aus dem Hause Memmert konditioniert. AtmoSAFE erhielt von Dr.-Ing. Hans-Carsten Kühne eine Einführung in die faszinierende Welt der Baustoffe.

Trocknen und Konditionieren von Prüfkörpern

Ein Mörtelprisma muss in der Bundesanstalt für Materialprüfung mit dem Schlimmsten rechnen. Um Eigenschaften wie Druckfestigkeit, Biegezugfestigkeit und Elastizität zu testen, werden die Prüfkörper bisweilen tonnenschweren Kräften ausgesetzt. Um die Porengröße zu bestimmen, wird ihnen unter hohem Druck Quecksilber eingepresst und um ihre Frostbeständigkeit zu prüfen, werden sie tagelang extremen Temperaturwechseln ausgesetzt. Die Liste der verschiedenen Materialprüfungen ist lang und oft von europäischen und nationalen Normen bestimmt. Eine Bedingung muss jedoch immer erfüllt sein: die Prüfkörper werden vor jeder Materialprüfung konditioniert, um die Ergebnisse vergleichen zu können. Die Temperatur- und Feuchtebedingungen für das Konditionieren sind bei Normprüfungen genau vorgeschrieben und müssen entsprechend dokumentiert werden.

Die Qualität von Beton zeigt sich beim Vergleich der Mikrostrukturen. Oben porös und durchlässig gegen Flüssigkeiten, unten dicht und ohne Poren.

Die Qualität von Beton zeigt sich beim Vergleich der Mikrostrukturen. Oben porös und durchlässig gegen Flüssigkeiten, unten dicht und ohne Poren.

Baustoff-Prüfkörper besitzen Standard-Normmaße

Baustoff-Prüfkörper besitzen Standard-Normmaße

 

Was bedeutet nun das Konditionieren im Temperierschrank genau? Die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe „Zementgebundene Baustoffe“  trocknen im Memmert Trockenschrank UFE 500 beispielsweise Mörtel- und Betonprismen bei 105 °C bis zur Massekonstanz. Im Kühlbrutschrank IPP werden die Prüfkörper mit einer Toleranz von 1 Kelvin den Temperaturen im Kalorimeter angeglichen, einem Messgerät, in dem anschließend die spezifische Wärmeentwicklung bei der Hydratation der Bindemittel ermittelt wird. Der Klimaprüfschrank CTC hingegen wird für Normlagerungen genutzt, bei dem die Prüfkörper meist 28 Tage, für die Messung der Längenänderung auch länger, einer Temperatur von 23 °C und 50% relativer Luftfeuchte ausgesetzt sind.

Hans-Carsten Kühne hat an alle Geräte die gleichen hohen qualitativen Ansprüche, meint jedoch augenzwinkernd, dass Memmert ein Problem habe, denn die Geräte hielten zu lange. Auf dem historischen Areal der BAM Berlin fänden sich durchaus ein paar Memmert-Veteranen, die immer noch fleißig ihren Dienst tun. „In erster Linie müssen die Geräte absolut zuverlässig sein und auch nach Stromausfall schnell wieder auf Solltemperatur laufen“, antwortet Kühne auf die Frage nach seinen Anforderungen. Gerade bei der Materialprüfung von Baustoffen spielen auch die Robustheit, die Tragkraft der Roste und die einfach Reinigung eine wichtige Rolle. Viele Mitarbeiter der Arbeitsgruppe wüssten darüber hinaus die Möglichkeit der Fernprogrammierung und der Kontrolle über das Netz sehr zu schätzen.

Baustoff-Prüfkörper im Memmert Klimaprüfschrank CTC

Baustoff-Prüfkörper im Memmert Klimaprüfschrank CTC

Hans-Carsten Kühne vor Betonteilen in Natursteinoptik

Hans-Carsten Kühne vor Betonteilen in Natursteinoptik

 

Über die BAM

Die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung BAM besitzt eine lange Tradition in der Wissenschaftsstadt Berlin. In derselben Zeit, in der auch Robert Koch, Rudolf Virchow, Paul Ehrlich gewirkt haben, begründete Adolf Martens die Materialprüfung als Wissenschaft. Ihm zu Ehren  wurde ein bestimmtes ferromagnetisches Gefüge in Metallen Martensit benannt. Aus dem von Martens 1871 gegründeten Staatlichen Materialprüfungsamt ging schlussendlich die heutige BAM hervor. Ihre Aufgaben sind die Weiterentwicklung von Sicherheit in Technik und Chemie, die Durchführung und Auswertung physikalischer und chemischer Prüfungen von Stoffen und Anlagen einschließlich der Bereitstellung von Referenzverfahren und Referenzmaterialien, die Förderung des Wissens- und Technologietransfers in den Arbeitsgebieten der BAM, die Mitarbeit bei der Entwicklung gesetzlicher Regelungen, z. B. bei der Festlegung von Sicherheitsstandards und Grenzwerten sowie die Beratung der deutschen Bundesregierung, der Wirtschaft sowie der nationalen und internationalen Organisationen im Bereich der Materialtechnik und Chemie. www.bam.de

 
Themenschwerpunkte in der Übersicht
  • Materialforschung
  • Materialprüfung
  • Beton, Mörtel, Zement
  • Prüfkörper
  • Probenlagerung
  • Trocknen und Konditionieren
  • BAM
  • Trockenschrank
  • Klimaprüfschrank
  • Kühlbrutschrank

Bildnachweis: BAM, Memmert, sxc.hu (Gergerger7)

 

Materialprüfung Frostbeständigkeit Beton

Mit einem maßgeschneiderten Versuchsaufbau wird die Frostbeständigkeit  des Baustoffs Beton wirtschaftlich und mit absolut normgerechten Temperaturverläufen im Memmert Temperaturprüfschrank TTC geprüft.

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