Auf dem Sprung zur Nanotechnologie

Wien (OTS) - - Forschungsinstitut der Zementindustrie (VÖZFI)
setzt als
Weltpremiere digitale Bildanalyse zur Qualitätssicherung ein
- Kosteneinsparungen durch gesicherte Betonqualität

Als weltweit erstes Forschungsinstitut innerhalb der Bauwirtschaft
setzt das Forschungsinstitut der Vereinigung der Österreichischen
Zementindustrie (VÖZFI) digitale Hochleistungs-Bildverarbeitung zur
Sicherung und Bestimmung der Qualität bei Beton ein. Mit einem rund
75.000 Euro teuren Analysegerät, von dem erst wenige Stück in Europa
im Einsatz sind, werden seit kurzem im VÖZFI Analysen des so
genannten "Feinkorns im Beton" - das sind Zement und verschiedene
mehlförmige Anteile in Betonen - durchgeführt. "Damit stellen wir
erneut unseren Anspruch, einer der Innovationsführer der Zement- und
Betonindustrie in Europa zu sein, unter Beweis", erklärt der
Geschäftsführer der Vereinigung der österreichischen Zementindustrie,
DI Felix Friembichler.

"Österreich hat einen hohen Stand der Betontechnik und die
österreichische Betonbauweise wird von allen europäischen Ländern als
besonders fortschrittlich anerkannt. Wir dürfen aber nicht stehen
bleiben, sondern müssen mit der technologischen Entwicklung Schritt
halten, um der Bauwirtschaft optimale Produkte mit genau definierten
Leistungsparametern für gewünschte Einsatzgebiete bieten zu können",
ergänzt Friembichler.

Der Baufortschritt, die Machbarkeit und die Eigenschaften eines
fertigen Betonbauwerkes werden sehr stark durch die Verarbeitbarkeit
des verwendeten Betons beeinflusst. Moderne, fließfähige Betone, die
ihre Anwendung vor allem beim Ausbau der Infrastruktur finden - z.B.
Polypropylen(PP)-Faserbetone zur Erhöhung der Brandbeständigkeit in
Tunnels oder auch so genannte "weiche" Betone für Bohrpfahlwände bzw.
Schlitzwände - unterscheiden sich in ihrer Verarbeitbarkeit markant
von herkömmlichen Betonen. Unter den schwierigen Einbaubedingungen,
wie sie oft bei Infrastrukturbauwerken vorherrschen, kann es bei
Betonen zu Verarbeitungsproblemen kommen, die Mehrkosten und
Bauzeitverzögerungen verursachen.

Forschung auf dem Sprung zur Nanotechnologie

Der Einsatz der digitalen Bildverarbeitung bedeutet einen enormen
Qualitätssprung bei Prüfverfahren von Betonausgangsstoffen und den
Einstieg in ein völlig neues Forschungsgebiet, das gleichzeitig den
Abschied von den früheren Versuchsreihen nach dem Prinzip "Trial and
Error" bedeutet: "Wir machen jetzt umfangreiche Neuforschungen, unter
anderem um zu klären, wie sich unterschiedliche Partikel auf die
Porosität eines Betons auswirken. Damit wird man in Zukunft die
Ergebnisse der komplexen chemischen Reaktionen bei der Aushärtung von
Beton besser verstehen und beherrschen." so Felix Friembichler. Als
nächsten Schritt sieht Friembichler aber schon die Untersuchung noch
kleinerer Partikel: "Demnächst kommt der Sprung in die
Nanotechnologie mit einem breiten neuen Untersuchungsfeld."

"Die Vorteile der neuen Methode kommen vor allem dort zum Tragen,
wo Beton unter schwierigen Einbaubedingungen verarbeitet werden
muss", so der Leiter des Forschungsinstituts der Vereinigung der
österreichischen Zementindustrie (VÖZFI) DI Dr. Johannes
Steigenberger. Das ist zum Beispiel der Bau von Schlitz- und
Bohrpfahlwänden, wo häufig unter Grundwasserniveau dichte Betonwände
errichtet werden müssen, ohne dass eine Funktionsprüfung während des
Einbaus möglich ist. Passt eine Betonzubereitung genau, werden
Entmischungen durch aufsteigendes Wasser oder Klumpenbildungen
vermieden, die später teure Nacharbeiten erfordern können.
Einsatzgebiete sind vor allem der Tunnelbau und Bauten im
Grundwasserbereich wie der U-Bahnbau.

Digitale Bildverarbeitung sichert Qualität bei High-Tech-Beton

"Bisher gab es keine Prüfverfahren zur zuverlässigen Beurteilung
der Verarbeitbarkeit von Betonen allein aufgrund der verwendeten
Inhaltsstoffe", erklärt Johannes Steigenberger. Betonmischungen
mussten daher vor dem Einsatz in Testreihen untersucht werden, wobei
noch immer keine genauen Voraussagen darüber möglich waren, ob diese
Eigenschaften auch im praktischen Einsatz zum Tragen kommen.
Steigenberger: "Vielfach kommt es auf die Robustheit einer
Betonzubereitung an. Beispielsweise wie sie auf unterschiedliche
Umwelteinflüsse (wie Schwankung der Außentemperaturen) reagiert oder
auf unvorhersehbare Einflüsse wie geringe Änderungen bei der
Zusammensetzung der Ausgangsstoffe"

Mindestens eine Million Bilder pro Analyse sorgen für optimale
Beton-Rezepte

Der Sysmex FPIA-3000 ermöglicht die zuverlässige und wiederholbare
Routinebestimmung der Partikelgröße und Partikelform unter Verwendung
automatisierter Bildanalyseverfahren. Dafür wird eine Probe in Wasser
und Fließmittel (Polycarboxylether) dispergiert. Diese flüssige
Lösung wird in der Folge als hauchfeiner Partikelstrom an
Hochleitungskameras vorbeigeführt. Im Partikelstrom werden Teilchen
nach ihren größten Flächen ausgerichtet und die Kameras nehmen dann
in einem Analysedurchgang rund 300.000 bis 400.000 Bilder auf. Für
ein abgesichertes Ergebnis braucht man rund eine Million Bilder.

Dabei wird eine Vielzahl von Daten zur Partikelform gemessen, vor
allem aber Größe und Form. Die Partikel können einzeln dargestellt
und ihre Parameter statistisch ausgewertet werden. Friembichler:
"Damit erhalten wir erstmals eine genaue Kontrolle über die
Eigenschaften von feinen Betonausgangsstoffen. Mit schlechten
Ausgangsstoffen kann keine gute Qualität erreicht werden. Insofern
bietet die neue Technologie ungeheure Möglichkeiten, zur
Qualitätsverbesserung und Kostensenkung. Zusätzlich werden damit in
vielen Bereichen Chancen auf neue Bauweisen eröffnet."

Kosteneinsparungen durch gesicherte Betonqualität

Die neue Methode zur Qualitätssicherung von Betonmischungen, die
unter schwierigen Bedingungen zum Einsatz kommen, bringt deutliche
Kostensenkungen und höhere Sicherheit für Bauherren. Friembichler:
"Undichtheiten, die bei schwierigen Einbauten auftreten können und
beispielsweise zum Eindringen von Grundwasser führen können, müssen
stets mit hohem Aufwand gesucht und korrigiert werden. Durch die
gesicherten Betonqualitäten werden Qualitätsmängel in Folge von
Entmischung oder Auswaschung der Feinbestandteile durch Wasser auf
ein Minimum reduziert. Das bringt eine Absicherung der Bautermine und
eine Minimierung des Baurisikos - sowohl volks- als auch
betriebswirtschaftlich ein großer Gewinn." Zusätzlich kann der
Innovationsvorsprung die Stellung österreichischer Unternehmen im
internationalen Wettbewerb stärken.

Rückfragehinweis:
Pressestelle der Österreichischen Zementindustrie, Andrea Baidinger
andrea.baidinger bauen | wohnen | immobilien Kommunikationsberatung GmbH
A-1060 Wien, Gumpendorfer Straße 83, Tel +43-1-904 21 55-0
e mail: baidinger@bauenwohnenimmobilien.at; www.bauenwohnenimmobilien.at

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