Material_BETON -- Wahlfach Modell und Gestaltung FS20

BETON

Damaris Eschbach & Ming Fung Ki

Materialcharakteristik

  • Hohe Druckfestigkeit, aber erst nach langem Aushärten erreicht
  • freie Formbarkeit (soweit Schalung erlaubt)
  • viele Gestaltungsmöglichkeiten in der Oberflächenausbildung
  • kann kriechen und schwinden
  • Scharfkantigkeit ist möglich, brechen aber gerne ab

Unter dem Mikroskop wird  ersichtlich, dass der Zement feine Kristalle bildet, die die Zuschlagstoffe zusammen­halten. Damit der Zement kristallisieren kann, braucht es die richtige Menge an Wasser und die richtige Temperatur. Wenn zu wenig Wasser vorhanden ist, werden die Kristalle nicht genug gross ausgebildet; infolge dessen bilden sich Risse. Ist zu viel Wasser vorhanden, wird der Abstand zwischen den Zement­kristallen zu gross. Aus diesen Wasserlöchern entstehen nach dem Aushärten Kapillarlöcher, die die Festkeit des Betons beeinflussen.

Name                                          
Beton

Bestandteile                             
Zement (als Bindemittel)
Gesteinskörnung (als Zuschlagstoffen)
Wasser
Zusatzstoffe (beeinflusst Eigenschaft des Betons)
Zusatzmittel (beeinflusst die chemische Eigen­schaften)

Spezifisches Gewicht           
2.000 bis 2.600 kg/m³

Technik

Mischverhältniss (Fausregel):

  • 4 Teile Kies zu 1 Teil Zement
  • in Gramm gemessen halb so viel Wasser wie Zement

Als Alternative kann SCC (self compacting concrete) verwendet werden. Es ist eine Fertig­betonmischung mit feiner Körnung, welches sich gut für den Modellbau eignet.
Der Kies und Zement werden trocken zusammen gemischt und an­schliessend mit Wasser ver­mengt, bis die erwünschte Konsistenz erreicht wird.
Je nach Beton entstehen ver­schiedene Ausdrücke, wobei der Beton genau die Eigen­schaften der Schalung abbildet. Das Schalungs­bild ist daher sehr wichtig, also ist es ein bewusster Entscheid, die Schalung z.B. grob oder fein zu gestalten.
Die anfangs angemischte Masse wird an­schliessend in die Gussschalung gegossen und bei Zimmertemperatur ausgehärtet. Bei grossen Oberflächen muss die Schalung mit einer Plastikfolie während des Aushärtens abgedeckt werden, um Risse zu vermeiden. Die Druck­festigkeit des Betons steigt, je länger man ihn härten lässt. Bei kleineren Objekten kann die Schalung nach 1-5 Tagen entfernt werden. Für die bauliche Mindestdruckfestigkeit braucht es bis zu 28 Tage.

Bedingungen                           
Raumtemperatur

Werkzeuge & Hilfmittel      
Schalung
Anmischbecken
Rührwerkzeug

Verarbeitungsmöglichkeiten
Fügen
Schleifen
Absäuren (Waschbeton)
Einfärben

Beispiel 1: “Smart Masonry”

Wenn man das Wort Mauerwerk hört, verbindet
man es nicht gerade mit digitale Fabrikation oder
automatisierte Produktion. Bei diesem Projekt kommen diese zwei Welten zusammen.
Mit komplexen Kraft­berechnungen konnte die “tote Last”, sprich das Material, welches physikalisch nicht belastet wird, minimiert werden. Daraus ergibt sich ein Skelett, welches aus digital berechneten Betonelementen zusammengefügt werden kann.

Autor                                          
ZArchitects

Projekt / Jahr                          
Smart Masonry / 2015

Material                                     
Beton

Technik                                      
robotische Konstruktionstechnik
Guss
Elementbau

Beispiel 2: “Das Gegenstück”

Diese Skulptur wurde in der Galerie Jocely Wolff 2012 ausgestellt. Sie stellt einen Betonwürfel dar, welcher entzwei geteilt wurde. Wahr­scheinlich wurde der Würfel­block oben vorerst bis zu einer gewissen Tiefe gesägt und der Rest abgebrochen. Faszinierend sind die ver­schiedenen Ausdrucks­möglichkeiten der Ober­flächen bei einem Bruch. Sie können kontrolliert aber auch zufällig sein.

Autor/Artist                             
Christoph Weber

Projekt / Jahr                          
Gegenstück / 2014

Material                                     
Beton

Technik                                      
Guss
Bruch

Beispiel 3: “Beton (gestossen)”

Diese Skulptur ist ein schönes Beispiel für die Anwendung des Betons im noch nicht komplett erhärtetem Zustand. Die noch weiche Betonplatte wird absichtlich zu früh aus der Schalung genommen und auf ein anderes Objekt über die Kante gelegt. Die Platte verbiegt sich und reisst auf der konvexen Seiten auf.
Das normalerweise sehr starke und in vielen Hinsichten widerstandsfähige Material wird dadurch in seinem schwächsten Zustand verewigt.

Autor/Artist                             
Christoph Weber

Projekt / Jahr                          
Beton (gestossen) / 2016

Material                                     
Beton

Technik                                      
Guss

Resourcen / Literatur