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Freitag, 21.07.2017
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Anti-Aging für die Straße

Ingenieure wollen Haltbarkeit von Betonbauwerken verlängern

Der stete Tropfen höhlt den Stein heißt es - für Beton gilt Ähnliches: Tausende täglich über sie hinweg rollende Autos auf einer Straße oder unzählige Wellen gegen einen Brückenpfeiler im Meer bedeuten für den Baustoff Beton erhebliche Belastungen. Bisher war nur wenig erforscht, was genau dadurch wann im Beton passiert. Bochumer Ingenieure haben dies experimentell untersucht.
Autofahren

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Ihre Erkenntnisse über die sie im Wissenschaftsmagazin „RUBIN“ der Ruhr-Universität Bochum berichten, lassen sich auch nutzen, um langlebigere Straßen zu planen.

25 Millionen Lastwechsel im Labor


Wer macht sich bei der Fahrt schon darüber Gedanken, wie die Kraft seines Autos in die Straße gelangt? Bochumer Ingenieure haben sich damit intensiv beschäftigt, denn die veränderliche (zyklische) Belastung durch den rollenden Verkehr war bislang nur wenig erforscht.

Um der Sache auf den Grund zu gehen, stellten sie zylindrische Betonprobekörper aus verschiedensten Betonen her und setzten sie im Labor in einer Presse bis zu 25 Millionen Lastwechseln aus. An festgelegten Punkten im Versuchsablauf maßen sie zum einen die Ausdehnung der Probekörper - denn durch die Belastung lockert sich das Gefüge des porösen Baustoffs Beton auf.


Zum anderen führten die Forscher Ultraschallmessungen durch, die Aufschluss darüber geben, wie dicht bzw. aufgelockert der Baustoff ist. Mikroskopische Untersuchungen von feinen Schnitten der geprüften Betone und Tests, wie viel Wasser der Baustoff aufsaugen konnte, ergänzten die Experimente.

Längeres Leben für dickere Autobahndecken


Es zeigte sich, so die Wissenschaftler, dass der Beton mit zunehmender Lastzyklenzahl immer poröser wurde und entsprechend auch immer mehr Flüssigkeit aufnehmen konnte - für Straßen heißt das, dass je mehr Fahrzeuge die Fahrbahn passiert haben, desto mehr Regenwasser eindringen kann.

Durch seine Ausdehnung beim Gefrieren schreitet der Schädigungsprozess weiter voran. Auch Taumittel können dann leichter eindringen und weitere Schäden anrichten. Die mikroskopischen Untersuchungen zeigten außerdem eine steigende Zahl von Mikrorissen im Beton, die seine Stabilität beeinträchtigen.

Ihre Ausbildung lässt sich durch die Wahl der Zuschlagsstoffe allerdings auch beeinflussen: Weichere Zuschlagstoffe wie Sandstein sind günstiger als harte wie etwa Basalt. Auch feinste Poren im Straßenbelag können Schäden vermeiden helfen. Ebenso wirkt eine geringfügig größere Bemessung von Betonbauteilen den Berechnungen der Bochumer Ingenieure zufolge Langzeitschäden entgegen: Schon eine nur drei Zentimeter dickere Betondecke kann einer Autobahn zu einem längeren Leben verhelfen.
(idw - Ruhr-Universität Bochum, 28.04.2009 - DLO)
 
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