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Innovative Bauwerksinstandsetzung

Im Gegensatz zu einer konventionellen Instandhaltung und Modernisierung orientieren sich die verwendeten Materialien und Methoden viel stärker an den Anforderungen der Nutzer. Neben den technischen Aspekten werden besonders die Ziele, wie Kostensenkung, Ressourcenschutz oder auch der Erhalt der Bausubstanz optimal an die Anforderungen angepasst. Hintergrund des Projekts ist der »der hohe Anteil an sanierungsbedürftigen Gebäuden in Thüringen«, heißt es in der Projektbeschreibung. »Insbesondere für die Stadt Weimar und die umgebende Region mit ihrer Vielzahl an Baudenkmälern hat die Altbausanierung und Instandsetzung von jeher auch wirtschaftlich eine hohe Bedeutung. Baumaßnahmen im Bestand sind sehr häufig als Einzelfälle zu betrachten, da verschiedene Nutzeranforderungen erfüllt werden müssen und die Vorgehensweise bei Planung und Ausführung nicht immer einem so eindeutigen Weg folgen kann, wie dies bei einem Neubau möglich ist.«

In dem aktuell laufenden Folgeprojekt »nuBau-Transfer - Methoden zur Entwicklung und Applikation innovativer, funktionaler Materialien für die Bauwerksinstandsetzung« wird ein materialwissenschaftlicher Fokus auf die Instandsetzung gelegt und nach innovativen Werkstoffen und Methoden für die Sanierung von Baudenkmälern gelegt. »Durch ungeeignete Anwendung von etablierten Instandsetzungsmaterialien oder eine nicht fachgerechte Ausführung entstehen bei vielen instandgesetzten Bauteilen schon nach kurzer Zeit und lange vor Ende der prognostizierten Lebensdauer der Instandsetzungsmaßnahme wieder neue Schäden, wodurch erneute Instandsetzungen notwendig und Kosten verursacht werden.« Durch Baustoff-Forschung, Werkstoffanalyse und Schadensdiagnostik sowie moderne Instandsetzungsmaßnahmen soll die Lebensdauer der historischen Objekte weiter verlängert werden.

Materialneuentwicklungen
An der Professur für Bauchemie und Polymere Werkstoffe wird im Rahmen des Projekts an polymergebundenen und polymermodifizierten Materialien für die Bauwerksinstandsetzung geforscht. In Kooperation mit dem Bildhaueratelier Gläser und der Universität Leipzig werden darüber hinaus neue Technologien zur Herstellung dünnwandiger, filigraner Reliefs und Bildwerke entwickelt. Durch eingebrachte Mikroorganismen verändert sich die Oberfläche der neugefertigten Reliefs im Laufe der Zeit von selbst, wodurch eine schrittweise, optische Anpassung an die originale Bausubstanz erfolgt. Weitere Schwerpunkte der Materialneuentwicklungen sind Ergänzungsbaustoffe für die denkmalgerechte Sichtbetoninstandsetzung und Baustoffe für die Holzergänzung. Eine wesentliche Entwicklung in diesem Zusammenhang ist der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton (PSCC - Polymermodified Selfcompacting Concrete). Mit diesem Spezialbeton können denkmalgeschützte Sichtbetonflächen in ihrem ursprünglichen Erscheinungsbild wieder hergestellt werden. Das Material haftet am entsprechend vorbereiteten Untergrund, lässt sich in seinen mechanischen Eigenschaften an die jeweiligen Anforderungen anpassen und bildet die Struktur der Schalungsoberfläche sehr gut ab. Durch die Verwendung heller Zementarten ist auch die Farbigkeit adaptierbar. Die selbstverdichtenden Eigenschaften ermöglichen einen Einbau ab einer Schichtdicke von ca. 25 mm.

Schädungen analysieren
Ein weiterer Aspekt des Forschungsprojekts ist der Einsatz neuer Untersuchungsmethoden in der Bau- und Werkstoffforschung. An der Professur Bauchemie und Polymere Werkstoffe wird beispielsweise über ein Nanofokus-Computertomographiesystem verfügt, welches es ermöglicht, zerstörungsfrei die Struktur von Werkstoffproben bis zu einer Auflösung von 300 Nanometer zu analysieren. Dies kann unter anderem dazu genutzt werden, die Porenstruktur und deren Veränderung durch Schädigungs- oder Alterungsprozesse zu visualisieren. Mit Hilfe weiterer Methoden, wie der Röntgenanalyse und der Rasterelektronenmikroskopie, können die entsprechenden Schädigungsmechanismen erklärt werden, was die Grundlage für die Entwicklung innovativer und robuster Baustoffe ist.  

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