Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stahlbeton schnell und sicher schützen

10.04.2017

Brücken und Tunnel haben eine lange Lebensdauer. Damit die teuren Bauwerke die nächsten 50 bis 100 Jahre gut überstehen, gilt es sie ausreichend zu schützen. Mit einem an der Hochschule Karlsruhe entwickelten neuen Marker lässt sich schnell und einfach prüfen, ob Bauwerke aus Stahlbeton ausreichend vor Wasser und Salz geschützt sind. Das Verfahren zur Qualitätskontrolle der Hydrophobierung ist erprobt und mittlerweile reif für den praktischen Einsatz.

Brücken und Tunnel haben eine lange Lebensdauer. Damit die teuren Bauwerke die nächsten 50 bis 100 Jahre gut überstehen, gilt es sie ausreichend zu schützen. Zu schaffen machen ihnen insbesondere Wasser und Salz. Sie können durch die Poren des Betons eindringen und zur gefürchteten Korrosion der Bewehrung führen. Dies zu verhindern ist die Aufgabe der Hydrophobierung, also des Schutzes des Betons gegen das Eindringen von Feuchtigkeit.


Die an der Hochschule Karlsruhe entwickelte Anlage zur inversen Flüssigchromatographie misst das Reaktionsverhalten von Silanen im Beton.

Foto: Fernbacher

Dazu verwendet man schon seit langem spezielle Silane, welche eine hydrophobe, das heißt wasserabweisende Wirkung haben und somit das Innenleben der Bauwerke schützen. Silane gehören zur Familie der siliziumorganischen Verbindungen, wobei dem Heimwerker ein anderer Vertreter dieser Gruppe, das Silikonharz, besser bekannt ist.

Das Einbringen der Silane in den Beton ist relativ einfach. Allerdings stellt sich danach die Frage, ob das Silan tief genug in die Randzone eingebracht wurde, was eine wichtige Voraussetzung für die Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit einer Hydrophobierung ist. Das zu messen war bislang eine schwierige und kostenintensive Arbeit, bei der rund 70 Millimeter dicke und bis zu 10 Zentimeter lange Bohrkerne aus dem Bauwerk herausgebohrt und im Labor untersucht werden mussten.

Ein an der Hochschule Karlsruhe entwickeltes und jüngst patentiertes Verfahren macht die Qualitätssicherung der Hydrophobierung nun wesentlich leichter und schneller. „Bei nur sehr gering erhöhten Kosten können Zeiteinsparungen von vielen Tagen bei der Analyse der Bohrkerne erreicht werden“, verspricht Professor Dr. Andreas Gerdes, Leiter des Instituts für Prävention im Bauwesen (IPB) der Hochschule Karlsruhe, an dem das neue Verfahren entwickelt wurde.

„Mit unserer Erfindung kann man wesentlich zerstörungsärmer als bisher gleich auf der Baustelle mit einem mobilen Gerät die Verteilung des Wirkstoffs in der Betonrandzone messen“, sagt Professor Gerdes. Das Prinzip ist einfach: Den Silanen wird ein patentierter Marker beigemischt, das heißt eine siliziumorganische Verbindung mit eingebauten Silberatomen.

Sie ermöglichen eine Messung der Eindringtiefe mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIPS), einer in der chemischen Analytik etablierten Methode, die von der Bundesanstalt für Materialprüfung auf die Anwendung angepasst wurde. „Der Laser regt die Silberatome zu einer gut erkennbaren Antwort an. So kann die Eindringtiefe des hydrophobierenden Silans schnell und exakt ermittelt werden“, erklärt Professor Gerdes.

Einen weiteren Vorteil der schnellen Messung sieht Gerdes in der verkürzten Reaktionszeit. „Man erkennt sofort, ob die Hydrophobierung tief genug eingedrungen ist. Wenn das nicht der Fall war, kann man die Maßnahme sofort wiederholen und muss nicht tagelang warten, bis das Ergebnis der Probebohrung da ist. In der Praxis bedeutet das, dass Tunnel und Brücken nicht länger gesperrt werden müssen als unbedingt nötig.“

Entwickelt wurde der neue Silanmarker von Dr. Hartmut Herb und Professor Dr. Andreas Gerdes. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit verschiedenen Unternehmen kamen die Chemiker auf die Idee, ein Trägermolekül zu entwickeln, welches die Silberatome in die Randzone des Betons transportiert. Das Projekt „Silamark“ war geboren. Nach rund zwei Jahren weiterer Forschung zur Optimierung des Silan-Silber-Verhältnisses wurde vergangenes Jahr das Patent erteilt.

„Silamark ist eine vielversprechende Erfindung. Das System ist betriebsbereit für eine sichere quantitative Qualitätskontrolle der Hydrophobierungsmaßnahmen im Bautenschutz. Zudem sind viele weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar, beispielsweise bei der Hydrophobierung von Natursteinen und -ziegeln“, erklärt Dr. Frank Schlotter, Leiter der Abteilung Chemie, Life Sciences, Materialien und Medizintechnik bei der Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH in Karlsruhe. Die TLB GmbH unterstützt Erfinder, Hochschulen und Unternehmen bei der Patentierung innovativer Ideen und der Umsetzung in marktfähige Produkte.

Für Professor Andreas Gerdes ist der neue Marker nur ein Baustein auf dem Weg hin zu einem ökologisch und ökonomisch verantwortungsvolleren Handeln. „Wir müssen die Langlebigkeit der Bauwerke erhöhen“, fordert Gerdes, denn sowohl eine Instandsetzung als auch ein Neubau seien sehr teuer, zudem verringere sich durch eine erhöhte Dauerhaftigkeit die Umweltbelastung. „Dauerhaftes Bauen ist ökologisches Bauen“, betont der umtriebige Professor, der am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Hochschule Karlsruhe lehrt sowie Mitbegründer der IONYS AG und wissenschaftlicher Leiter des KIT-Innovations-Hub „Prävention im Bauwesen“ ist. Ziel der engen Verzahnung von der Hochschule Karlsruhe, KIT und der IONYS AG als Ausgründung ist es, Grundlagenergebnisse beschleunigt in die Anwendung zu bringen.

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Hochschule Karlsruhe bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Hochschule mit der wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt. Für weitere Informationen: Dr. Frank Schlotter, Mail: fschlotter@tlb.de

Weitere Informationen:

http://www.tlb.de/de

Annette Siller | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Bauwerke Bohrkerne Hydrophobierung KIT Leiter Silberatome Stahlbeton TLB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Neueinschätzung der Erdbebengefährdung Deutschlands
13.06.2018 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht Im Herzen der Stadt
06.06.2018 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics