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Zur Alterung von Smalten - Materialuntersuchungen bei der Restaurierung eines Gründerzeit-Mosaiks
(2001)
Das Mosaik "Muse der Kunst" war in Berlin-Mitte mehrere Jahrzehnte hinter einer Vermauerung verborgen, bevor es nun wiederentdeckt und restauriert wurde. Die Smalten zeigten zum Teil Risse, Verkrustungen und Farbveränderungen in Folge von Alterungsprozessen der historischen Materialien. Einzelne Deckgläser von Goldsmalten waren abgesprengt.
Zur genaueren Kenntnis des Einflusses der Ermüdungsbelastung auf das Versagen von Beton wurde das Ermüdungsverhalten von gekerbten Betonbalken in kraft- und verformungsgeregelten Dreipunktbiegezugversuchen untersucht. Für die verformungsgeregelten Versuche wurde eine neuentwickelte Versuchstechnik angewendet, mit der auch unter hochzyklischer Beanspruchung mit Lastspielzahlen von bis zu einer Million Zyklen sowohl der ansteigende als auch der abfallende Ast in einem Kraft-Verformungsdiagramm aufgezeichnet werden kann.
Ein effektives Wassermanagement ist ein wichtiger Aspekt in der Entwicklung von Brennstoffzellen hinsichtlich Langzeitstabilität und Optimierung der Leistungsfähigkeit. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Gasdiffusionslage, die für die gleichmäßige Verteilung der Reaktionsgase auf die elektrochemisch aktive Schicht (Katalysator) sorgen soll. In diesem Beitrag werden gemeinsame Forschungsaktivitäten des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (Entwicklung bildgebender Verfahren) sowie des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW, Entwicklung von Brennstoffzellen) vorgestellt. Im Rahmen dieser Kooperation werden die Entstehung, die Verteilung und der Transport von flüssigem Wasser, kurz das Wassermanagement, unter Betriebsbedingungen untersucht. Mittels Synchrotronradiografie und -tomografie werden kleinste Wassercluster in der Gasdiffusionslage detektiert. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen der Modifikation und einer gezielten Auswahl der eingesetzten Materialien.
Lehm ist ein seit Jahrtausenden bewährter, weit verbreiteter und heute ein moderner Baustoff. Für vordringliche Bauaufgaben in der Altbausanierung, dem energieeffizienten Neubau sowie dem Bauen in Entwicklungs- und Schwellenländern ist Lehm hervorragend geeignet. Der Baustoff Lehm ist zu einem Material für anspruchsvolle Bauvorhaben geworden. Seine Ästhetik und Ausstrahlung, seine Wirkung für Raumklima und Wohlbefinden werden von vielen Menschen geschätzt. Besonders zukunftsrelevant sind die umweltspezifischen Eigenschaften des Materials, z.B. die unerreichbar günstige Energiebilanz vieler Lehmbaustoffe. Lehmsteine werden im Neubau überwiegend für die Ausmauerung von Holzständerkonstruktionen verwendet (Bild 1). Die Anwendung für tragende Wände ist derzeit noch untergeordnet, gewinnt aber an Bedeutung.
In der Altbausanierung und Denkmalpflege wird Lehm als historisch authentischer Baustoff und aufgrund seiner bauphysikalischen Qualitäten vielfältig eingesetzt.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die Eigenschaften industriell hergestellter Bauprodukte aus Lehm für den Mauerwerksbau. Die Qualität der industriellen Fertigung dieser Produktgruppe hat inzwischen einen Stand erreicht, der vergleichbar mit dem anderer Bauprodukte ist. Lehm-Putzmörtel gibt es als Universalputze für ein- oder mehrlagige Anwendung oder in Form von Unter-, Ober- oder Feinputzen. Lehmsteine werden in verschiedenen Größen und mit Lochung angeboten. Die mechanischen Eigenschaften verschiedener Lehmsteinsorten sind geprägt durch Druckfestigkeiten bis 11 N/mm2, mit üblichen Werten bei 2 bis 5 N/mm2. Ein kritischer Punkt ist die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften der Lehmsteine von der Materialfeuchte. Die vorliegenden Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass in einem Luftfeuchtebereich von 40 bis 70 % RLF die Druckfestigkeit von Lehmsteinen verhältnismäßig konstant ist. Mauerwerk, errichtet mit Lehmsteinen und Lehm-Mauermörtel, zeigt ähnliche Druckfestigkeiten und E-Module wie Mauerwerk, das mit Porenbetonsteinen errichtet wurde. Infolge einer geringeren Haftscherfestigkeit zwischen Lehmmörtel und Lehmstein ist die Schubfestigkeit von Lehmsteinmauerwerk vergleichsweise niedrig.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Properties of industrially produced earthen building products for masonry and behaviour of earth block masonry. The contribution gives an overview of the properties of industrially produced earthen building products for masonry. In the meantime the quality of the industrial production of this group of building materials reached a level similar to that of other products for construction. Earth plasters exist as plasters for universal, one or multi layer applications or as lower, upper or finish plasters. Earth blocks are provided in different sizes and with different perforations. The mechanical properties of different earth block types are signified by compressive strength of up to 11 N/mm2 but are typically in a range between 2 and 5 N/mm2. A critical point is the correlation of the strength of earthen materials with their moisture content. Results from earth blocks showed that in a relative humidity window between 40 and 70 % rh the compressive strength of earth blocks is fairly constant. Masonry made from earth block and earth mortar exhibited compressive strength and elastic modules similar to masonry made with aerated autoclaved concrete blocks. The shear strength of earth block masonry, however, is fairly low, due to the weak bond between earth block and earth mortar.