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Freitag, 19. April 2019
Ausgabe 6451 | Nr. 109 | 18. Jahrgang
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Präzisionslabor: Glasfaserbewehrung schützt vor Induktion

# 31.08.2011

Experimentelle Charakterisierung, Computersimulation und theoretische Analyse von Festkörpern: Am Stuttgarter Max-Planck-Institut für Festkörperforschung entsteht derzeit ein neues Präzisionslabor. Es muss gegen elektromagnetische Einflüsse gut geschützt sein, damit die Messgeräte exakt arbeiten.

Glasfaser-Bewehrung schützt vor elektromagnetischer Induktion, damit Versuchsergebnisse nicht verfälscht werden, Foto: Schöck Glasfaser-Bewehrung schützt vor elektromagnetischer Induktion, damit Versuchsergebnisse nicht verfälscht werden, Foto: Schöck

Am Institut befassen sich Wissenschaftler mit den elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften fester Stoffe, insbesondere im Nanomaßstab - und mit der Frage, wie die jeweilige Materialstruktur ihre elektrischen, mechanischen oder magnetischen Eigenschaften beeinflusst. Damit die Messgeräte exakt arbeiten, müssen Störungen von außen minimiert werden. Der Aspekt der elektromagnetischen Sensibilität musste bereits bei der Planung des neuen Präzisionslabors berücksichtigt werden. Eine herkömmliche Stahlbewehrung konnte dabei in unmittelbarer Umgebung der Versuchsbereiche nicht in Betracht gezogen werden. Zum Einsatz kam daher die Glasfaserbewehrung "Schöck ComBAR". Sie ist nicht elektromagnetisch leitend und besitzt dennoch ähnliche Verbundeigenschaften wie Betonstahl.

Die rund 15 Meter hohe Laborhalle hat eine Grundfläche von circa 40 mal 30 Metern und schließt an eine zweigeschossige Technikzentrale und ein dreigeschossiges Bürogebäude an. Mit der komplexen Planung des Präzisionslabors wurde das Stuttgarter Büro hammeskrause architekten beauftragt. In der Laborhalle entstehen elf massive Versuchsblöcke. Die Planung und Ausführung dieser Versuchsblöcke stellen die zentrale Herausforderung des Baus dar. Neben der geforderten Schwingungsfreiheit der Versuchsblöcke mit entsprechenden Entkopplungen, war vor allem die elektromagnetische Sensibilität der hier durchzuführenden Versuche zu beachten. Eine klassische Stahlbewehrung in den Fundamenten kam daher nicht in Frage, da die Leitfähigkeit des Materials die Ergebnisse der Laborversuche verfälschen beziehungsweise stören würde.

Dipl.-Ing. Konrad Wettemann von Weiske + Partner, die mit der Tragwerksplanung beauftragt waren, beschreibt die Aufgabenstellung so: "Die Sensibilität der Versuche wirkt sich natürlich auch auf die Planung des Tragwerks aus. Die Verwendung von magnetisch leitenden Teilen musste dabei in unmittelbarem Versuchsbereich ausgeschlossen werden. Stahl war somit als Bewehrungsmaterial nicht geeignet."

Beim Bau des neuen Präzisionslabors entschied man sich daher für den Einsatz der Glasfaserbewehrung "Schöck ComBAR". Der Produktname leitet sich von "composite rebar" ab und ist gleichbedeutend mit "Verbundwerkstoff zur Bewehrung". Neben hoher Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit zeichnet sich die Bewehrung auch durch leichte Zerspanbarkeit sowie eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aus. Zudem leitet sie weder elektrisch noch magnetisch. Letztere Materialeigenschaft ist für den Einsatz in Laborgebäuden und beim Bau von Energieanlagen häufig von zentraler Bedeutung.

Am Max-Planck-Institut

für Festkörperforschung (gegründet 1969) in Stuttgart befassen sich Wissenschaftler insbesondere mit der Physik und Chemie von Festkörpern. Das Ziel dabei ist es, die elektronischen Schaltkreise zu verkleinern oder die Elektronik nach dem Silizium-Zeitalter vorzubereiten. Die hier erzielten Forschungsergebnisse haben zukunftweisende technologische Neuerungen ermöglicht und werden vor allem in der Entwicklung der Informationstechnologien deutlich. Aufgrund der jahrzehntelangen Forschungsleistung ist beispielsweise die defektfreie Herstellung von Halbleiterstrukturen oder der Aufbau von Nanostrukturen Atom für Atom mit der Spitze eines Tunnelmikroskops möglich.

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