Mit Beton Praxiserfahrungen sammeln Portalbauwettbewerb des Instituts für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz

Ein Portal aus Beton zu bauen, das wenig wiegt und trotzdem viel Last aushält – das war die Aufgabe beim Portalbauwettbewerb des Instituts für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB). Sieben Studierenden-Teams haben mitgemacht und in der Praxis gezeigt, was sie in der Vorlesung „Baustoffkunde II“ gelernt haben. Neben dem stabilsten hat auch das schönste Portal einen Preis erhalten.

Von Weltraum-Design bis Bauarbeiter-Look: Den Design-Ideen waren keine Grenzen gesetzt. Mahmoud Eslami und Zhuo Chen, wissenschaftliche Mitarbeiter am iBMB, haben die Veranstaltung organisiert. „Beim Bauen der Portale sollen die Studierenden das Material Beton und die Abläufe bei Herstellung, Lagerung und Prüfung kennenlernen und so ihr Wissen aus der Vorlesung praktisch umsetzen“, erläutert Zhuo Chen die Idee hinter dem Wettbewerb, der bereits zum 17. Mal stattfindet.

Von Betonmischung bis Zugspannung

Schleifen, bohren, schweißen, rechnen – Zhuo Chen, der als Student selbst Teilnehmer war, kennt die Herausforderungen des Wettbewerbs: „Die Studierenden müssen sich selbst eine Rezeptur für die Betonmischung überlegen. Das richtige Mischverhältnis entscheidet später über die Festigkeit des Betons. Beton ist zwar sehr druckfest, kann aber nur geringe Zugspannungen aufnehmen. Deshalb wird er durch eine Bewehrung aus Stahlstäben verstärkt. Die Studierenden müssen überlegen, wo die Zugkräfte auf ihr Portal einwirken und dort Stäbe zur Stabilisation einsetzen.“ Auch die Schalung, in die der Beton gegossen wird, müssen sie selbst herstellen und ein passendes Material auswählen, um den Beton später einfach wieder ausschalen zu können.

Ein Leichtgewicht als Zirkuszelt verkleidet

Dass die Herstellung der Schalung nicht immer einfach ist, bestätigt die Gruppe „Murphy´s Law“. „Drei Tage haben wir für die Holzschalung gebraucht, besonders die Aussparungen waren schwierig“, sagt Lawrence Alkalaani. Die Idee hinter der Form des Portals erklärt er: „Unser Portal orientiert sich an Werken von Michelangelo und an den Bögen von Notre Dame. Die Einkerbungen an den Seiten vorne und hinten sollen Gewicht einsparen.“ Und das hat geklappt: Mit 7,07 Kilo hatte ihr Portal das geringste Eigengewicht.

Während die Größe der Portale vorgegeben war, konnten die Studierenden Form und Design frei wählen. Mit der Gestaltung ihres Portals greift die Gruppe „Murphy´s Law“ ein aktuelles Thema auf: das Tentomax. Ein rotes Zeltdach aus Pappe und eine Manege mit Sitzplätzen aus Lego-Steinen überzeugten das Publikum und sicherten der Gruppe den ersten Platz in der Kategorie „Schönstes Portal“. Abgestimmt wurde mithilfe von Stimmzetteln.

Hohe Tragfähigkeit dank Dreiecksstatik

Neben dem Design war auch die Tragfähigkeit im Verhältnis zum Eigengewicht für den Sieg entscheidend. Um das zu ermitteln, wurden die Portale am Wettbewerbstag zunächst gewogen und dann in eine Hydraulikpresse gespannt. Hier konnten die Studierenden selbst Hand anlegen und so lange Druck ausüben, bis der Beton zu reißen begann.

Die Gruppe „Toleranz“ setzte auf eine geschweißte Dreieckskonstruktion aus Stahlstäben, ähnlich wie bei Kränen. Diese Bewehrung sollte die Traglast erhöhen. Der Plan ging auf: Das Portal landete mit einer Traglast von 42,22 Kilonewton und einem Gewicht von 16,33 kg auf dem ersten Platz. Ob es eine Überwindung war, das Portal nach all der Arbeit in der Hydraulikpresse zu zerbrechen? „Nein, ich war gespannt auf die Ergebnisse unserer Arbeit und wollte sehen, wie viel unser Portal aushält“, erzählt Teammitglied Samer Alsayed.

Interdisziplinäres Arbeiten

Der Portalbauwettbewerb richtet sich an Bachelorstudierende im zweiten Semester der Studiengänge Architektur, Bauingenieurwesen, Umweltingenieurwesen und Wirtschaftsingenieurwesen Bau. In lockerer Atmosphäre sollen sie so disziplinübergreifend zusammen arbeiten. Bauingenieurstudent Mohamad Houri von der Gruppe „Toleranz“ hat besonders dieses interdisziplinäre Arbeiten gut gefallen: „Uns hat die Zusammenarbeit sehr viel Spaß gemacht und wir haben viel voneinander gelernt. Man bespricht sich und dadurch kommen dann neue Ideen. Außerdem sieht man manche Fehler selbst nicht, aber die anderen schon.“ Teammitglied Samer Alsayed, der Wirtschaftsingenieurwesen Bau studiert, stimmt zu und ergänzt: „Wir hatten noch keine Erfahrungen mit Beton, waren aber kreativ und haben uns auch bei anderen Instituten erkundigt.“

Eine Schönheitskur mit Olivenöl

Für eine ungewöhnliche Behandlung des Betons hat sich die Gruppe „Hippopotomonstrosesquippedaliophobiker“ entschieden. „Wir haben die oberste Schicht des Sichtbetons abgeschliffen und dadurch die Körnung sichtbar gemacht. Dann haben wir die Oberfläche mit Olivenöl bestrichen, um die Farbe der Körnung noch hervorzuheben“, erläutert Teammitglied Mattis Bock. Auch Form und Bewehrung des Portals sind besonders: Ein Oval aus Stahlstäben oben in der Mitte und nach innen liegende Füße wie bei einem Omega sollen die Last besonders gut verteilen.

In unserer Bildergalerie gibt es alle Portale zu sehen.