Viele Persönlichkeiten. Zwei Standorte. Eine BO.

Herzlich Willkommen im Baustoffkundelabor der BO!

Anfahrt

Mitarbeiter

Laborleitung
Prof. Dr.-Ing. Andrej Albert
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen
Hochschule Bochum
Lennershofstr. 140
44801 Bochum
Raum: A 2-01
Tel.: +49 234 32 10208
Fax: +49 234 32 14274

Sprechstunde:
nach Vereinbarung


Ausstattung

Prüfmaschinen

Universalprüfmaschine 600 kN

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.

Universalprüfmaschine 10 kN

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. 

Druckprüfmaschine 4 MN, Biegezugrahmen 100 kN

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.

Mörtelpresse (300 kN / 20 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.


Zement, Beton

Luftpermeabilitätsmessgerät Torrent

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.

Schwindkegel und Schwindring

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.

Automatisches Vicat-Gerät

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.

Isotherme Wärmeflusskalorimetrie

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.

CDF/CIF-Frosttruhe zur Prüfung der Frostbeständigkeit von Beton

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.

Hochleistungsbetonmischer

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.

Halbautomatisches BLAINE-Gerät

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.


Diverses

Lasergranulometer zur Untersuchung von Korngrößenverteilungen in Pulvern

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.

Akustische E-Modulmessung

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.

Hochleistungsprallmühle

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.

Klimasimulation

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
  • zwei begehbare Klimakammern

Aktuelles

Lehre Bachelor

Baustoffkunde (Grundlagen)

Dieses Pflichtmodul des 1. Semesters führt in die wichtigsten Konstruktionsbaustoffe ein (Stahl, Zement und Beton, Holz, Steine, Bitumen u.a.). Es werden v.a. die Herstellung, die wesentlichen Eigenschaften und die Prüfung von Baustoffen behandelt. Um das Materialverhalten verständlich zu machen, werden der strukturelle Aufbau und die grundlegenden chemischen und physikalischen Zusammenhänge erläutert. Die als Prüfungsleistung zu bestehende Klausur wird in jedem Semester angeboten.


Laborpraktikum Baustoffprüfung

Im Laborpraktikum (regulär im 4. Semester) beschäftigen sich die Studierenden  eingehend und in kleinen Gruppen mit ausgewählten Baustoffprüfungen.


Zementtechnologie

Im Mittelpunkt dieses Wahlmoduls (regulär im 5. Semester, Teilnahmevoraussetzung: Baustoffkunde) steht das im Bauwesen mit Abstand wichtigste Bindemittel: Zement.

Ausführlich behandelt werden v.a.:

  • Herstellung von Zementklinker
  • Herstellung und Eigenschaften der Zemente
  • Hydratation und Zementerhärtung
  • Aufbau und Eigenschaften des Zementsteins
  • Ökologische Aspekte

Das Modul findet in unserem Seminarlabor statt. Dort können eine Vielzahl von Experimenten mit Zement entweder von den Studierenden selbst durchgeführt oder vom Dozenten vorgeführt werden. Prüfungsleistungen sind eine Klausur und optional ein laborpraktisches Projekt.

Die Teilnehmerzahl ist auf 16 begrenzt. Die Plätze werden bei mehr als 16 Anmeldungen zunächst an Studierende vergeben, die bereits das Laborpraktikum im Baustofflabor absolviert haben und/oder die besseren Vorkenntnisse nachweisen können.


Betontechnologie

Das Wahlmodul "Betontechnologie" (regulär im 6. Semester) baut auf dem Modul "Zementtechnologie" auf. Ausführlich behandelt werden u.a.:

  • Betonausgangsstoffe
  • Entwurfskriterien und Zusammensetzung
  • Herstellung, Verarbeitung und Prüfung von Frischbeton
  • Festbetoneigenschaften und ihre Prüfung
  • Besondere Betone und Einbauverfahren
  • Schutz und Instandsetzung

Alle Veranstaltungen des Moduls finden in unserem Seminarlabor statt. Dort können eine Vielzahl von Betonprüfungen entweder von den Studierenden durchgeführt oder vom Dozenten vorgeführt werden. Prüfungsleistungen sind eine Klausur und optional ein laborpraktisches Projekt.

Die Teilnehmerzahl ist auf 16 begrenzt. Teilnehmen können nur Studierende, die das Modul Zementtechnologie erfolgreich absolviert haben oder vergleichbare Kenntnisse nachweisen.


Projekt-Seminar A: Spezialkonstruktionen aus zementgebundenen Materialien

Studierende können zusammen ein Kanu aus Beton bauen, um damit anschließend bei einer Regatta anzutreten. Alle zwei Jahre findet im Juni die Deutsche Betonkanuregatta statt, eine spektakuläre Veranstaltung, an der zuletzt etwa 1000 in- und ausländische Studierende teilnahmen ( http://www.betonkanu-regatta.de/). Auch in den Niederlanden gibt es regelmäßig Regatten mit Kanus aus Beton. Damit das Kanu rechtzeitig fertig wird, muß das Projektseminar im Wintersemester stattfinden. Die Gruppe sollte aus 15 bis 25 Studierenden bestehen, jedenfalls nicht weniger als 10.

Im Sommersemester können Studierende Möbel und Designobjekte aus Beton planen und bauen. Hierbei spielt die Größe der Gruppe eine untergeordnete Rolle.


Projekt-Seminar B: Erforschung eines Baustoffs

Das Seminar richtet sich an Studierende, die sich ganz gezielt auf das Schreiben der Thesis vorbereiten möchten und sich für wissenschaftliches Arbeiten interessieren. Das Baustofflabor der BO verfügt über anspruchsvolle Untersuchungsmethoden, insbesondere zur Erforschung zement- und betontechnologischer Fragestellungen. Die vorherige Teilnahme an den entsprechenden Wahlmodulen ist daher eine sehr sinnvolle Vorbereitung auf dieses Projektseminar. Die Aufgabe kann aber auch aus einem anderen Teilgebiet der Baustoffkunde stammen. Hauptziel des Seminars ist weniger der wissenschaftliche Fortschritt als das Erlernen der wesentlichen Arbeitsschritte: von der Recherche des Kenntnisstandes über die Planung und Durchführung aussagekräftiger Experimente bis zur Auswertung und Veröffentlichung der Ergebnisse mittels Manuskript und Vortrag.


Lehre Master

Hochleistungsbetone

Betone mit herausragenden Eigenschaften stehen im Mittelpunkt dieses Moduls. Thematisiert werden Hoch- und Ultrahochfester Beton, Selbstverdichtender Beton, Stahlfaserbeton, Textil- und carbonbewehrter Beton, Engineered Cementitious Composites und Öko-Beton. Im Labor stellen wir einige dieser High-Tech-Betone her und prüfen, ob die angestrebten Eigenschaften erreicht wurden.


Zement, Beton, Nachhaltigkeit

In dieser Vorlesung geht es um Strategien zur Minderung der Umweltschäden, die mit der Herstellung von Zement und der Verwendung von Beton verbunden sind. Bei der Zementproduktion entstehen aktuell etwa 8 % der globalen Kohlendioxidemissionen, und die Nachfrage nach Beton steigt weiter stark an, v.a. in Asien. Um die Erderwärmung auf ein verträgliches Maß zu begrenzen, muss unbedingt sparsamer mit Zement umgegangen werden - eine Frage technischer Optimierung, aber nicht nur. Im Spannungsfeld von Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft beschäftigen wir uns im weiteren Sinne mit dem wohl drängendsten und hartnäckigsten Problem der Menschheit, der Bewahrung unserer Lebensgrundlagen.


Ingenieurwissenschaftliche Studien 1 und 2

Die Ingenieurwissenschaftlichen Studien 1 (SoSe) und 2 (WiSe) im Baustofflabor sind stark am vertiefenden Experiment und der eingehenden Auswertung ausgerichtete Projekte. Sie werden in jedem Einzelfall gemeinsam mit den interessierten Studierenden und ggf. zusätzlich mit Professoren anderer Fachrichtungen geplant und intensiv betreut.