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Organisationseinheit der BAM
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Die Kaiser-Wilhelm-Gedächtniskirche (KWG) gilt als eine der wichtigsten Sehenswürdigkeiten Berlins in der City West und als ein herausragendes Beispiel für die „Dalle de Verre“ Verglasungen in sakralen Gebäuden. Der vorliegende Beitrag widmet sich der Fassade und den Glasfenstern des neuen Glockenturms, wobei die beschriebenen Szenarien aufgrund der annähernd gleichen Bauweise der restlichen neuen Baukörper in weiten Teilen starke Analogien aufweisen und insofern übertragbar sind.
Die Funktionalität und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs- und Verstärkungssystemen an Bauwerken hängt in einem hohen Maß von der Beschaffenheit der Bauteiloberfläche ab. Als aussagekräftiger Parameter bei der Instandsetzung dient hierbei die Rauigkeit oder Rautiefe. Die Bestimmung der Rautiefe wird im Baubereich seit vielen Jahrzehnten unter Verwendung des Sandflächenverfahrens durchgeführt. Dieses volumetrische Messverfahren hat sich als robust und sehr praktikabel erwiesen. Es ist vergleichsweise einfach und ohne größeren Kostenaufwand umsetzbar. Dennoch weist es einige Schwächen in der Anwendung auf. Der größte Mangel ist die Beschränkung auf horizontale, trockene Oberflächen. Sowohl auf vertikalen, geneigten oder gekrümmten Oberflächen als auch „über Kopf1 lässt sich dieses Verfahren nicht anwenden. Bedingt durch verschiedene nationale Normen und unterschiedliche Anwendungsbereiche, weichen sowohl die zu verwendenden Prüfmittel als auch die zu ermittelnden Kenngrößen stark voneinander ab. Dies macht eine genaue Kenntnis über die verschiedenen Vorschriften und deren Inhalte notwendig. Ein weiterer Nachteil ist die, durch das Verfahren bedingte, starke Streuung über den „Prüfereinfluss“ in den zu erzielenden Ergebnissen. Untersuchungen zur Wiederholgenauigkeit ergaben Schwankungen von bis zu 20 Prozent in Abhängigkeit von Prüfer und Prüfvorschrift. An der BAM wurde deshalb ein automatisiertes Messsystem entwickelt,
Die Bestimmung der Rauheit von Bauteiloberflächen stellt eine wichtige Messaufgabe im Bauwesen dar. Vor allem bei der Betoninstandsetzung, im Straßenbau und bei der Herstellung von Stahlbeton-Halbfertigteilen ist die Rauheit – gemessen als Rautiefe – eine wichtige Kenngröße. Zurzeit werden Messungen der Rautiefe mittels volumetrischer Verfahren (Sandflächenverfahren) durchgeführt. Diese bereits seit mehreren Jahrzehnten angewandten Verfahren sind jedoch auf horizontale bzw. wenig geneigte und trockene Oberflächen beschränkt. Darüber hinaus hängen die erzielten Ergebnisse sehr stark von der angewandten Prüfvorschrift, den darin vorgeschriebenen Prüfmitteln und Geräten und dem jeweiligen Anwender ab.
Als Alternative zu den volumetrischen Verfahren wurde an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ein automatisiertes, laserbasiertes Messverfahren entwickelt, mit dem Rautiefen von Bauteiloberflächen in Anlehnung an bereits standardisierte Verfahren bestimmt werden können. Der vorliegende Beitrag befasst sich zunächst mit den konventionellen Prüfverfahren, beschreibt die wichtigsten Zusammenhänge und zeigt die Grenzen dieser Methoden auf. Im zweiten Teil wird das an der BAM entwickeltes Messsystem, als zielführendes Alternativverfahren für die konventionellen Methoden, vorgestellt und dessen Leistungsfähigkeit näher beschrieben.
In den vergangenen 10 Jahren hat die Errichtung von Windkraftanlagen zur Deckung des zukünftigen Energiebedarfs stark zugenommen. Dabei bilden vor allem Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) den Hauptanteil im Bereich der erneuerbaren Energien. Aufgrund der einfachen Installation werden hierbei Grout-Verbindungen sowohl bei Monopile als auch bei Jacket-Konstruktionen zwischen den gerammten Gründungsrohren und einem Adapterstück (Transition Piece) ausgeführt. Die Bemessung der Grout-Verbindung stellt aktuell im Bereich von OWEA weitgehendes Neuland ohne Langzeiterfahrung dar. Lediglich im Bereich der Offshore Erdöl- und Erdgasindustrie kann man auf über 30 Jahre Erfahrung mit dieser Verbindungstechnologie zurückblicken. Hier wurden jedoch für vergleichbare Strukturen Schädigungen und Setzungen während des Betriebs festgestellt. Gleichzeitig sind die Bedingungen bei der Montage Offshore sehr schwierig und die eingesetzten Materialien sind aufgrund ihrer technischen Merkmale in Verbindung mit den Verarbeitungsbedingungen nicht unproblematisch. Dies betrifft insbesondere den Fall, wenn sich die Verbindung unterhalb des Meerwasserspiegels befindet oder das Grout-Material im jungen Alter dynamisch beansprucht wird.
Vor diesem Hintergrund sollen Strategien zur Instandsetzung schadhaft installierter oder im Betrieb geschädigter Grout-Verbindungen mit Hilfe von zementgebundenen Injektionsstoffen entwickelt werden. Hierzu werden zunächst die grundlegenden Schädigungsmechanismen und deren Auswirkung auf die Rissbildungsprozesse untersucht, da diese entscheidend für die Entwicklung eines geeigneten Instandsetzungskonzeptes sind. In diesem Zusammenhang werden Schädigungsmechanismen im Rahmen eines Modellversuchs anhand einer skalierten Grout-Verbindung untersucht. Des Weiteren werden potenzielle Instandsetzungsmaßnahmen und deren Grenzen diskutiert.