Betonprüfung und -analyse für Instandhaltungsprojekte

In diesem umfassenden Artikel über Betonprüfung und -analyse für Instandhaltungsprojekte werden verschiedene Aspekte beleuchtet. Dazu gehören die Bedeutung der Betonprüfung, typische Schäden an Betonstrukturen, Prüfverfahren wie Betondruckfestigkeitsprüfung und Ultraschallprüfung, die Auswahl der richtigen Instandhaltungstechniken, Qualitätskontrolle und Überwachung von Reparaturen sowie die Rolle von Normen und Standards. Darüber hinaus werden aktuelle Herausforderungen in der Betoninstandhaltung, innovative Technologien und nachhaltige Ansätze behandelt.

Inhalt

Die Betonprüfung spielt eine fundamentale Rolle in Instandhaltungsprojekten von Bauwerken und Infrastruktur. Beton ist eines der am häufigsten verwendeten Baumaterialien weltweit und bildet das Rückgrat vieler Gebäude und Konstruktionen. Im Laufe der Zeit unterliegt Beton jedoch verschiedenen Einflüssen wie Witterung, Umweltbelastungen, mechanischer Beanspruchung und chemischer Verwitterung. Diese Faktoren können den Beton beschädigen und seine strukturelle Integrität gefährden.

Die regelmäßige Prüfung des Betonzustands ist entscheidend, um potenzielle Schäden frühzeitig zu erkennen und geeignete Maßnahmen zur Instandhaltung und Reparatur zu planen. Dies trägt nicht nur zur Verlängerung der Lebensdauer von Bauwerken bei, sondern auch zur Gewährleistung ihrer Sicherheit und Funktionalität. Instandhaltungsprojekte, die auf fundierten Betonprüfungen basieren, sind kosteneffizienter und nachhaltiger, da sie gezielte Reparaturen ermöglichen und den Bedarf an umfangreichen Sanierungsarbeiten reduzieren können.

Dieser Artikel zielt darauf ab, die Bedeutung der Betonprüfung in Instandhaltungsprojekten eingehend zu beleuchten und Fachleuten in der Bauindustrie sowie anderen Interessierten ein umfassendes Verständnis zu vermitteln. Wir werden verschiedene Aspekte im Zusammenhang mit der Betonprüfung behandeln, angefangen bei den verschiedenen Prüfverfahren und -techniken bis hin zur Interpretation von Prüfergebnissen und der Planung von Instandhaltungsmaßnahmen.

Der Artikel wird auch aktuelle Trends und Innovationen in der Betonprüfungstechnologie ansprechen, die dazu beitragen, den Prozess effizienter und genauer zu gestalten. Darüber hinaus werden wir auf die ökologischen Auswirkungen von Instandhaltungsmaßnahmen eingehen und wie eine präventive Betonprüfung dazu beitragen kann, Ressourcen zu schonen.

Insgesamt bietet dieser Artikel einen umfassenden Überblick über die Betonprüfung und deren entscheidende Rolle in der Bauindustrie, insbesondere in Bezug auf Instandhaltungsprojekte.

A. Wichtige Aspekte der Betoninstandhaltung

Die Instandhaltung von Betonstrukturen ist ein komplexer Prozess, der verschiedene wesentliche Aspekte umfasst. Diese Aspekte sind entscheidend, um die Langlebigkeit und Integrität von Betonbauwerken zu gewährleisten. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Aspekte der Betoninstandhaltung erläutert:

  1. Inspektion und Bewertung: Die regelmäßige Inspektion von Betonstrukturen ist der erste Schritt in der Instandhaltung. Hierbei werden visuelle Untersuchungen sowie nichtdestruktive Prüfverfahren eingesetzt, um den Zustand des Betons zu bewerten und potenzielle Schäden zu identifizieren.

  2. Schadensbewertung: Die Art und der Umfang der Schäden müssen sorgfältig bewertet werden. Dies umfasst die Identifizierung von Rissen, Abplatzungen, Korrosionsschäden und anderen Mängeln. Die Schadensbewertung hilft bei der Priorisierung von Reparatur- und Instandhaltungsmaßnahmen.

  3. Reparatur- und Instandhaltungsstrategien: Auf Grundlage der Schadensbewertung werden geeignete Reparatur- und Instandhaltungsstrategien entwickelt. Dies kann die Reparatur von Rissen, die Sanierung von Betonoberflächen oder die Stärkung der Bewehrung umfassen.

  4. Materialauswahl: Die Auswahl der richtigen Materialien für Reparatur und Instandhaltung ist von entscheidender Bedeutung. Dies umfasst die Auswahl von Betonmischungen, Beschichtungen, Korrosionsschutzsystemen und anderen Materialien, die den spezifischen Anforderungen der Struktur gerecht werden.

  5. Qualitätssicherung: Die Qualität der durchgeführten Arbeiten muss sorgfältig überwacht und sichergestellt werden. Dies umfasst die Einhaltung von Normen und Standards sowie die Überprüfung der Verarbeitung und Installation der Materialien.

B. Typische Schäden und Probleme an Betonstrukturen

Betonschäden und -probleme können vielfältig sein und hängen von verschiedenen Faktoren ab, darunter Umwelteinflüsse, Alter der Struktur und Bauqualität. Zu den typischen Schäden und Problemen an Betonstrukturen gehören:

  1. Risse: Risse im Beton sind häufig und können durch Temperaturschwankungen, Schwinden, Bewegungen des Untergrunds oder andere Belastungen verursacht werden.

  2. Korrosion der Bewehrung: Die Bewehrung im Beton kann durch eindringendes Wasser oder aggressive Umgebungen korrodieren, was zu strukturellen Schäden führt.

  3. Abplatzungen und Abnutzung: Beton kann aufgrund von chemischer Einwirkung oder mechanischer Abnutzung abplatzen oder erodieren.

  4. Delamination: Delamination tritt auf, wenn Schichten des Betons voneinander trennen, was die strukturelle Integrität beeinträchtigen kann.

  5. Altersbedingter Verschleiß: Betonstrukturen verschleißen im Laufe der Zeit aufgrund von Alterungsprozessen, was zusätzliche Instandhaltungsmaßnahmen erfordert.

Die Identifizierung und Beurteilung dieser Schäden sind wesentliche Schritte, um effektive Instandhaltungsmaßnahmen zu planen und die Lebensdauer von Betonstrukturen zu verlängern. In den folgenden Abschnitten werden wir auf die Prüfverfahren und Lösungen eingehen, um diese Herausforderungen anzugehen.

Die Prüfung und Bewertung des Zustands von Betonstrukturen in Instandhaltungsprojekten erfordert den Einsatz verschiedener Untersuchungsmethoden. Diese Verfahren dienen dazu, Schäden und Mängel zu identifizieren, die Betonfestigkeit zu bewerten und eine fundierte Grundlage für Instandhaltungsmaßnahmen zu schaffen. Im Folgenden werden einige der gängigen Prüfverfahren erläutert:

Visuelle Inspektion und Oberflächenanalyse

Die visuelle Inspektion ist der erste Schritt bei der Beurteilung von Betonstrukturen. Hierbei werden Oberflächen auf Risse, Abplatzungen, Verfärbungen und andere sichtbare Anzeichen von Schäden untersucht. Oberflächenanalysen können zudem Aufschluss über Verschmutzungen, Algen- oder Pilzbefall sowie Abnutzungserscheinungen geben.

Weiter Informationen können unserem Blogbeitrag zur Schadenskartierung  entnommen werden. 

Stemmstellen

Stemmstellen, auch Sondierungsöffnungen genannt, sind gezielt angelegte Öffnungen in Betonbauteilen, die dazu dienen, Eigenschaften des Bestandsbetons und der darin enthaltenen Bewehrung zu untersuchen. Sie werden in der Regel mit einem Schlagbohrer erstellt und befinden sich oft an Stellen, an denen Bewehrung vermutet wird. Dabei wird darauf geachtet, die Stemmstellen möglichst klein zu halten, um die Schädigung des Bauteils zu minimieren. Die Tiefe der Öffnung richtet sich nach den erwarteten Einwirkungen und der Tiefe der Bewehrung.

Weiter Informationen können unserem Blogbeitrag zur Stemmstellen entnommen werden. 

Entnahme von Bohrkernen zur Bestimmung der Druckfestigkeit

Die Entnahme von Bohrkernen an Bauwerken ist ein Verfahren zur Bestimmung der Betondruckfestigkeit und wird häufig in Bestandsbauwerken eingesetzt. Es dient dazu, die Festigkeit des Betons zu prüfen. Weitere Methoden zur Untersuchung der Betondruckfestigkeit finden Sie auf unserer Informationsseite.

Chloridkonzentrationsmessung

Die Messung der Chloridionenkonzentration im Beton ist wichtig, um das Risiko von Bewehrungskorrosion zu bewerten. Hohe Chloridwerte können auf schädliche Einflüsse wie Streusalz oder Meeresluft hinweisen

Weitere Informationen zur Chloridanalyse können unserem Beitrag hierzu entnommen werden. 

Zerstörungsfreie Ermittlung der Betondeckung

Die Betondeckungsmessung in Stahlbetonbauteilen überprüft den Abstand zwischen der äußersten Bewehrung und der Betonoberfläche. Oft wird dabei auch der Durchmesser der Bewehrung ermittelt.

Weitere Informationen  können unserem Beitrag hierzu entnommen werden. 

Potentialfeldmessung

Potentialfeldmessungen in der Betonprüfung dienen dem Zweck, die Wahrscheinlichkeit von Korrosionsschäden an der Bewehrung in Betonstrukturen zu bewerten.

Weitere Informationen können unserem Beitrag hierzu entnommen werden. 

Prüfung der Oberflächenzugfestigkeit

Die Oberflächenzugfestigkeitsprüfung bewertet die Betonoberflächenqualität und Druckfestigkeit, indem sie die maximale Belastung misst, die auf eine Fläche ausgeübt werden kann, bevor die Oberfläche versagt. Sie wird in der Betoninstandhaltung zur Klassifizierung des Bestandsbetons und zur Qualitätskontrolle vor der Anwendung von Instandsetzungssystemen eingesetzt.

Weitere Informationen können unserem Beitrag hierzu entnommen werden. 

Radarmessungen

Die Radarmessung ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, bei der elektromagnetische Wellen in den Beton gesendet und die reflektierten Signale analysiert werden, um Informationen über die innere Struktur, Risse und andere Schäden im Beton zu erhalten. Dies ermöglicht die Bewertung der Betonzustände in Instandhaltungsprojekten.

Weitere Informationen können unserem Beitrag hierzu entnommen werden. 

Die Analyse und Bewertung von Beton in Instandhaltungsprojekten ist ein entscheidender Schritt, um den Zustand von Betonstrukturen zu verstehen, ihre Tragfähigkeit zu beurteilen und die erforderlichen Instandhaltungsmaßnahmen zu planen. In diesem Abschnitt werden wir genauer darauf eingehen, wie die Ergebnisse der durchgeführten Prüfverfahren und Untersuchungen ausgewertet werden, um fundierte Entscheidungen zu treffen.

A. Auswertung der Prüfergebnisse: Die gesammelten Daten aus den verschiedenen Prüfverfahren müssen sorgfältig analysiert und ausgewertet werden. Dies umfasst die Betrachtung von Parametern wie Betondruckfestigkeit, Chloridionenkonzentration, Rissbreiten, Oberflächenzugfestigkeit und anderen relevanten Größen. Die Auswertung liefert wichtige Informationen über den aktuellen Zustand des Betons und ermöglicht es, mögliche Schäden oder Degradationen zu identifizieren.

B. Beurteilung der Tragfähigkeit und Lebensdauer des Betons: Auf Grundlage der ausgewerteten Prüfergebnisse kann die Tragfähigkeit des Betons beurteilt werden. Dies ist entscheidend, um festzustellen, ob die Betonstruktur den erforderlichen Belastungen standhalten kann. Darüber hinaus ermöglicht die Lebensdauerbewertung eine Prognose, wie lange die Betonstruktur voraussichtlich in ihrem aktuellen Zustand ohne größere Instandhaltungsmaßnahmen überleben wird.

C. Ermittlung der Instandhaltungsbedürfnisse: Basierend auf den Erkenntnissen aus der Analyse und Bewertung können die spezifischen Instandhaltungsbedürfnisse festgelegt werden. Dies umfasst die Identifizierung von Bereichen, in denen Reparaturen oder Instandhaltungsmaßnahmen erforderlich sind, sowie die Priorisierung dieser Maßnahmen. Eine fundierte Analyse und Bewertung legt somit den Grundstein für den nächsten Schritt, nämlich die Planung und Durchführung der Reparatur- und Instandhaltungsarbeiten.

Nachdem die Analyse und Bewertung des Betons in Instandhaltungsprojekten abgeschlossen ist, ist es von entscheidender Bedeutung, geeignete  Instandhaltungsmaßnahmen zu planen und umzusetzen. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Betonstrukturen wiederherzustellen, ihre Lebensdauer zu verlängern und ihre Tragfähigkeit zu gewährleisten. In diesem Abschnitt werden wir die Schlüsselschritte bei der Durchführung dieser Maßnahmen betrachten.

A. Auswahl der richtigen Instandhaltungstechniken: Die Wahl der geeigneten Instandhaltungstechniken hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Grad der Schäden, die Art der Betonstruktur und die verfügbaren Ressourcen. Dieser Abschnitt wird verschiedene Techniken zur Betoninstandhaltung erörtern, darunter Reparatur von Rissen, Betonersatz, Oberflächenschutzmaßnahmen und andere relevante Ansätze. Die Auswahl der richtigen Techniken ist entscheidend für den Erfolg des Projekts und die langfristige Integrität der Betonstrukturen.

B. Materialauswahl und -anwendung: Die Auswahl der richtigen Materialien für die Instandhaltung ist ein weiterer kritischer Aspekt. Hierbei müssen Faktoren wie die chemische Verträglichkeit mit dem Bestandsbeton, die Haltbarkeit, die Umweltauswirkungen und die Kosten berücksichtigt werden. Dieser Abschnitt wird verschiedene Materialoptionen vorstellen, einschließlich Betonreparaturmörtel, Beschichtungen, Korrosionsschutzmittel und andere. Die korrekte Anwendung dieser Materialien gemäß den Herstellervorgaben und bewährten Verfahren ist von entscheidender Bedeutung, um die Wirksamkeit der Instandhaltungsmaßnahmen sicherzustellen.

C. Qualitätskontrolle und Überwachung der Reparaturen: Die Qualität der durchgeführten  Instandhaltungsarbeiten ist unerlässlich, um die langfristige Leistung der Betonstrukturen zu gewährleisten. In diesem Abschnitt werden wir die Bedeutung der Qualitätskontrolle und -überwachung hervorheben. Dies umfasst Inspektionen während der Ausführung, Prüfungen der Reparaturmaterialien und regelmäßige Überwachung des Zustands der reparierten Bereiche im Laufe der Zeit. Eine effektive Qualitätskontrolle stellt sicher, dass die Arbeiten den Anforderungen entsprechen und mögliche Mängel frühzeitig erkannt und behoben werden.

Die erfolgreiche Durchführung von  Instandhaltungsmaßnahmen erfordert eine sorgfältige Planung, fachkundige Auswahl der Techniken und Materialien sowie eine fortlaufende Überwachung der Arbeiten. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer der Betonstrukturen zu verlängern und ihre Leistungsfähigkeit zu erhalten.

In der Betonprüfung und -instandhaltung spielen Normen und Standards eine entscheidende Rolle, um einheitliche Verfahren und Qualitätsstandards sicherzustellen. Nationale und internationale Organisationen haben Richtlinien und Normen entwickelt, die als Grundlage für die Prüfung und Instandhaltung von Betonstrukturen dienen.

Eine bedeutende Richtlinie für die Instandhaltung von Betonbauwerken in Deutschland ist die Technische Regel Instandhaltung, die vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) herausgegeben wird. Diese Richtlinie definiert die Vorgehensweise für die Planung und Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen, insbesondere wenn die Standsicherheit der Bauwerke gefährdet ist. Sie stellt sicher, dass die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Betonbauteilen erhalten oder wiederhergestellt werden.

Zusätzlich zur DAfStb-Richtlinie gibt es internationale Normen, die in der Betonprüfung und -instandhaltung Anwendung finden. Die DIN EN 12504-1 beispielsweise legt Prüfverfahren für Betonfestigkeiten fest, während die DIN EN 13791/NA Anleitungen zur Bestimmung der Bauwerksleistung durch Ausführung von Bauwerksprüfungen bereitstellt.

Die Beachtung dieser Normen und Richtlinien ist entscheidend, um eine konsistente und zuverlässige Bewertung von Betonstrukturen zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die Instandhaltungsmaßnahmen den erforderlichen Standards entsprechen.

In den folgenden Abschnitten widmen wir uns den aktuellen Herausforderungen und zukünftigen Perspektiven der Betoninstandhaltung. Diese Themen sind von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung und den Fortschritt in der Betoninstandhaltungsbranche. Wir werden die Herausforderungen untersuchen, denen Fachleute auf diesem Gebiet gegenüberstehen, innovative Technologien und Trends vorstellen, die die Branche vorantreiben, und nachhaltige Ansätze für zukünftige Betoninstandhaltungsprojekte diskutieren.

A. Aktuelle Herausforderungen in der Betoninstandhaltung

Die Betoninstandhaltung steht vor einer Reihe von aktuellen Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Eine der Hauptproblematiken besteht darin, die steigenden Anforderungen an die Infrastruktur und Gebäude in einer sich ständig entwickelnden Welt zu erfüllen. Dazu gehören die Erwartungen an eine längere Lebensdauer von Betonstrukturen, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren und den Bedarf an Neubauten zu reduzieren.

Eine weitere Herausforderung besteht in der Instandhaltung von historischen Betonstrukturen, bei denen der Erhalt des kulturellen Erbes mit modernen Anforderungen an Sicherheit und Umweltverträglichkeit in Einklang gebracht werden muss. Dies erfordert oft innovative Lösungen und Materialien, um den Erhalt dieser Strukturen zu gewährleisten.

Die Prüfung und Instandhaltung von Betonbauwerken in aggressiven Umgebungen, wie beispielsweise in Meeresnähe oder in Industriegebieten, stellt ebenfalls eine Herausforderung dar. Die Exposition gegenüber chemischen Substanzen, Salzwasser und anderen aggressiven Einflüssen erfordert spezielle Maßnahmen und Technologien, um die Langlebigkeit der Strukturen sicherzustellen.

B. Innovative Technologien und Trends

In der Betoninstandhaltung sind innovative Technologien und Trends auf dem Vormarsch, um die Effizienz und Genauigkeit der Prüfverfahren zu steigern. Dazu gehören fortgeschrittene zerstörungsfreie Prüfmethoden, die die Diagnose von Betonproblemen verbessern, ohne das Bauwerk zu beschädigen. Zum Beispiel werden hochauflösende Ultraschallprüfungen und Terahertz-Scans eingesetzt, um den Zustand des Betons zu bewerten.

Ein weiterer Trend ist die Nutzung von Datenanalyse und künstlicher Intelligenz (KI) für die Auswertung von Prüfergebnissen. Mit Hilfe von KI können große Datenmengen schneller und genauer analysiert werden, um frühzeitig potenzielle Schäden zu erkennen und Instandhaltungsmaßnahmen zu optimieren.

Im Bereich der Materialien werden auch fortschrittliche Betonmischungen entwickelt, die länger haltbar sind und den Umwelteinflüssen besser standhalten. Hierzu gehören selbstheilende Betone, die Risse eigenständig schließen können, sowie umweltfreundliche Betonvarianten, die weniger Ressourcen verbrauchen.

C. Nachhaltige Ansätze für Betoninstandhaltungsprojekte

Nachhaltigkeit spielt eine zunehmend wichtige Rolle in der Betoninstandhaltung. Dies beinhaltet die Reduzierung von Abfall und Energieverbrauch bei Instandhaltungsmaßnahmen sowie die Verwendung umweltfreundlicher Materialien. Innovative Ansätze wie das Recycling von Betonabbruchmaterialien für die Wiederverwendung in neuen Bauprojekten tragen dazu bei, den ökologischen Fußabdruck der Betoninstandhaltung zu verringern.

Ein weiterer nachhaltiger Ansatz ist die Implementierung von Langzeitüberwachungssystemen, die den Zustand von Betonstrukturen kontinuierlich überwachen und frühzeitig auf potenzielle Probleme hinweisen können. Dies ermöglicht eine proaktive Instandhaltung und verlängert die Lebensdauer der Bauwerke.

Zusammenfassend stehen die Betoninstandhaltung und Prüfung vor verschiedenen aktuellen Herausforderungen, die durch innovative Technologien und nachhaltige Ansätze bewältigt werden können. Die Zukunft der Betoninstandhaltung wird von der Integration modernster Prüfverfahren und Materialien sowie einer verstärkten Fokussierung auf Umweltaspekte und Nachhaltigkeit geprägt sein.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Prüfung und Analyse von Beton in Instandhaltungsprojekten von entscheidender Bedeutung ist. Die Betoninstandhaltung stellt eine komplexe Herausforderung dar, da Betonbauwerke im Laufe der Zeit verschiedenen Umwelteinflüssen und Belastungen ausgesetzt sind. Die Prüfverfahren, die in diesem Artikel vorgestellt wurden, ermöglichen es, den Zustand von Betonstrukturen objektiv zu bewerten, Schäden frühzeitig zu erkennen und geeignete Instandhaltungsmaßnahmen zu planen.

Die visuelle Inspektion und Oberflächenanalyse bieten einen ersten Einblick in den Zustand des Betons und können Hinweise auf sichtbare Schäden und Verunreinigungen liefern. Betondruckfestigkeitsprüfungen, Ultraschallprüfungen und Durchdringungsprüfungen ermöglichen eine detaillierte Bewertung der Betonqualität und Tragfähigkeit. Die Chloridionenkonzentrationsmessung, Karbonatisierungstests und Rissbreitenmessungen sind wichtige Werkzeuge zur Überwachung der Korrosionswahrscheinlichkeit und der Schädigungstiefe.

Die Ermittlung der Instandhaltungsbedürfnisse basierend auf den Prüfergebnissen ist entscheidend für die Planung von Reparatur- und Instandhaltungsmaßnahmen. Die Auswahl der richtigen Instandhaltungstechniken und die sorgfältige Materialauswahl sind weitere Schlüsselfaktoren für den Erfolg von Instandhaltungsprojekten. Die Qualitätskontrolle und Überwachung der Reparaturen stellen sicher, dass die durchgeführten Maßnahmen den gewünschten Effekt erzielen und die Betonstrukturen ihre Tragfähigkeit und Lebensdauer wiedererlangen.

Nationale und internationale Normen sowie Industriestandards und Empfehlungen bieten Leitlinien für die Durchführung von Prüfverfahren und Instandhaltungsmaßnahmen. Die Technische Regel Instandhaltung (Stand 2020) hat in Deutschland Vorrang und bietet eine umfassende Vorgehensweise für die Planung und Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen.

Die Betoninstandhaltung steht vor aktuellen Herausforderungen, darunter der Erhalt historischer Betonstrukturen, die Integration von nachhaltigen Ansätzen und die Bewältigung von Umweltauswirkungen. Innovative Technologien und Trends wie selbstheilender Beton und digitale Inspektionsmethoden werden die Zukunft der Betoninstandhaltung maßgeblich beeinflussen.

Insgesamt betonen die Ergebnisse dieses Artikels die kritische Rolle von Prüfverfahren und Analysen in der Betoninstandhaltung. Durch objektive Bewertung und gezielte Maßnahmen können Betonbauwerke sicherer, langlebiger und nachhaltiger gemacht werden. Die kontinuierliche Überwachung und Pflege von Betonstrukturen sind von entscheidender Bedeutung, um ihre Funktionstüchtigkeit über Jahrzehnte hinweg zu gewährleisten.

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Zugeschnitten 3 Onlinebaugutachter

Jens Temesberger

Bauingenieur und Inhaber des Onlinebaugutachters. Seine Tätigkeitsschwerpunkte sind allgemeine Sachverständigentätigkeiten, die Planung und Begleitung von Instandhaltungsmaßnahmen an Betonbauwerken und die Baustofftechnologie.