Inniger Verbund ungleicher Materialien
Vor 100 Jahren starb der Gärtner Joseph Monier, Wegbereiter des Stahlbetons
 Joseph Monier in hohem Alter (Foto: Archiv). |
Diesmal war wirklich ein Gärtner der „Täter“. Der hieß Joseph Monier und war hier zwar nicht ein Mörder, aber immerhin der Erfinder des Stahlbetons. Genervt nämlich davon, dass die Pflanzenwurzeln immer seine Blumentöpfe aus Holz zerfraßen, experimentierte er mit Kübeln aus Beton, bis er schließlich die Methode erfand, den Beton mit einem Eisengerüst im Inneren zu verstärken. Das Patent darauf bekam er 1867, am 13. März 1906 starb er. In Erinnerung an ihn heißen die Eisen im Beton Moniereisen, wengleich der Name damit aus Sicht des Französischen völlig falsch ausgesprochen wird. Was Monier in die Welt gebracht hat, ist d e r Werkstoff des 20. Jahrhunderts, der Stahlbeton, anfangs Eisen- oder Monierbeton genannt. Natürlich war Monier es nicht allein. Vorausgehen mussten Entwicklungen unter anderem zu besseren Zementsorten, und folgen mussten wissenschaftliche Analysen etwa über den Verbund der beiden so unterschiedlichen Materialien. |
| Aufteilung der Kräfte und identisches Dehnungsverhalten |
Dass Stahlbeton selbst bei geringer Stärke so tragfähig ist, liegt nämlich daran, dass beide Stoffe sozusagen sehr gut harmonieren. Zum einen ergänzen sie sich: in einem Verbund von Beton und Stahl - etwa in der Fahrbahn einer Brücke - übernimmt der Beton die Druckkräfte und der Stahl die Zugkräfte. Zum anderen haben beide Materialien ein beinahe identisches Dehnungsverhalten bei Temperaturveränderungen. Voraussetzung für das Gelingen des Verbunds aber ist, dass die Verbindung auf „innige“ Weise gelingt, wozu noch mehr zu sagen sein wird. |
| Ungewöhnlicher Lebensweg | Der Lebensweg von Joseph Monier verlief ungewöhnlich, selbst für die damalige Zeit. Dass der Gärtner einmal Innovationen für das Bauwesen hervorbringen würde, dies praktisch am laufenden Band und auf hohem technischem Niveau, war ihm keinesfalls in die Wiege gelegt. |
| Sechstes von zehn Kindern | 1823 kam er als sechstes Kind einer ärmlichen Familie in Zentralfrankreich zur Welt (noch vier Geschwister sollten folgen). In jungen Jahren arbeitete er mit seinem Vater und den Brüdern in der fürstlichen Landwirtschaft. Zur Schule ging er nicht. |
| Schulbesuch kommt nicht in Frage |
Eine Anekdote zu diesen Jahren findet sich in dem Buch „Joseph Monier et la naissance du ciment armé“ (Jean-Louis Bosc u. A., Paris 2001). Auch wenn sie wahrscheinlich nur hübsch erfunden ist, gibt sie doch gut die Ausgangssituation für das Kind wieder: Als der Abbé den Eltern empfahl, den nunmehr 14-Jährigen doch zum Lernen zu geben, hatte die Mutter eine Absage parat: „Unser Joseph ist zu schlau, um in die Schule zu gehen; er wird auch ohne im Leben zurechtkommen.“ |
| Der Fürst schickt Joseph in die Stadt |
Aber 1842 wurde der Fürst auf Joseph aufmerksam. Was dann folgte, war das Wahrwerden des Traums, den damals alle jungen Leute auf dem Land träumten: Der Patron schickte den 19-Jährigen in die Stadt, um im Hotel des Fürsten den Garten zu machen. Und bei der Stadt handelte es sich um – Paris! |
| Lesen und Schreiben im Selbststudium |
Dort hatte der junge Mann offenbar einige Freiheiten und auch etwas Freizeit. Abends lernte er lesen und schreiben, und es heißt, dass er bald schon alle Arten von Zeitschriften und Büchern verschlang. Wohl bekam er auch gute Kontakte, denn als vier Jahre später eine Gärtnerstelle in der Orangerie des Louvre frei wurde, wechselte Monier dorthin. |
| Probleme mit den Holzkübeln in der Louvre-Gärtnerei |
Diese Arbeit muss man sich nun wie eine ganz neue Welt vorstellen. In der Orangerie nämlich hatte ein Gärtner es vor allem mit teuren Exotenpflanzen zu tun, wie sie sich die reichen Leute aus der ganzen Welt heranschaffen ließen. Hier wurden die Weichen für Moniers weiteren Lebensweg gestellt: weil nämlich die Pflanzkübel aus Holz so wenig haltbar waren, mussten die teuren Gewächse häufig umgetopft werden, was ihnen nicht gut tat. |
 Wasserreservoir in Stahlbetonbau für eine Eisenbahnlinie, ausgeführt von Joseph Monier (aus: "Das System Monier...", siehe Text). |
Und dann half das Schicksal etwas nach. Weil das Bürgertum seine Gärten nach einer neuen Mode herrichten wollte, nämlich mit Muschelgrotten und romantischen Höhlen, kam unser Gärtner, der inzwischen nebenbei eine Gartenbaufirma betrieb, mit Zement und Beton in Kontakt. Auch Wasserspiele und Kaskaden waren damals beliebt – dafür wiederum brauchte es Reservoirs, die zu fertigen, wir greifen hier etwas vor, später zu einer der hauptsächlichen Tätigkeiten von Moniers Bauunternehmen werden sollte. Außerdem: Damals wuchsen die Eisenbahnlinien mit rasanter Geschwindigkeit, und auch für deren Betrieb braucht es Reservoirs, nämlich für das Wasser der Dampfloks. In den Jahren um 1850 experimentierte Monier unermüdlich mit Betonkübeln, zunächst noch ohne Eisen. Unter anderem testete er die Beständigkeit des Materials gegen die Sonne und den Frost. Allerdings war der Erfolg begrenzt: wenn man nämlich bestimmte Festigkeiten erreichen wollte, mussten die Kübel dick und folglich schwer werden, also auch unbeweglich, und deshalb für den Gartenbau ungeeignet. Dann fand 1855 in Paris wieder eine Weltausstellung statt, und auf ihr wurde das Betonschiff von Joseph Lambot gezeigt, eine Konstruktion aus Zementmörtel mit Eisenverstärkung. Wahrscheinlich hat Monier davon erfahren, vielleicht sogar sie gesehen. Denn damals schon reist er viel herum und hatte breite Interessensgebiete. |
| Patent für das „Bauen von mobilen Kästen für den Gartenbau“ | 1867 endlich beantragte und erhielt er das Patent für ein „System für das Bauen von mobilen Kästen aus Eisen und Zement für den Gartenbau“. Entscheidend an der Innovation war, so kann man einer Schrift entnehmen, dass nicht einfach nur Eisenstäbe in den Beton gegeben wurden, sondern dass sie in Form eines Geflechts miteinander verbunden waren. Diese Schrift mit dem Titel „Das System Monier (Eisengerippe mit Cementumhüllung) in seiner Anwendung für das gesamte Bauwesen“ erschien 1887 in Berlin, und Autor war G. Wayss, der – wir greifen hier wieder vor - zusammen mit C. Freytag von Monier die Patentrechte erworben und eine Baufirma gegründet hatte. Diese sollte die Entwicklung des Stahlbetons maßgeblich vorantreiben. |
| Unablässig findet Monier Einsatzgebiete für seinen Verbundbeton |
Monier zeigte, so schreibt die Encyclopaedia Britannica „trotz allem Mangel an technischer Ausbildung ein bemerkenswertes intuitives Begreifen des neuen Materials“. Dem ist nur hinzuzufügen, dass er offenbar eine Stärke auch darin hatte, neue Einsatzgebiete für seine Innovation zu finden. In den folgenden Jahren bekam er Zusatzpatente etwa auf Rohre aus Eisenbeton, auf bewehrte Platten für Fassadenelemente oder auf den Bau von Brücken, Stegen sowie Gewölben. |
| Erste Stahlbetonbrücke | 1875 schließlich gelingt ihm ein Markstein der Baugeschichte: Beim Schloss von Chazelet im Departement Indre-et-Loire in Zentralfrankreich errichtet er seine erste Stahlbetonbalkenbrücke. Sie überspannt zwar nur ein Flüsschen und hat lediglich 16,50 Meter Weite und gut vier Meter Breite. Jedoch zeigt das Bauwerk, dass mit dem Verbundbeton frei tragende Konstruktionen möglich sind. Das Brückchen ist erhalten geblieben. |
| Patente auf Eisenbahnschwellen und Kabelschächte |
Später bekommt Monier Patente unter anderem auf Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton. Ein weiteres Schutzrecht von 1891, beantragt schon nach seinem wirtschaftlichen Ruin als Bauunternehmer und nach einem Neuanfang, zeigt wieder einmal, wie schnell er Bezüge zwischen dem aktuellen Geschehen und seiner Idee herstellen kann: damals reicht er ein Konzept ein, wie Verbundbeton in Leitungsschächten für Elektrizitäts- oder Kommunikationskabel zu verwenden ist. |
| Vorbehalte von Kritikern... | Was ihn aber neben seiner technischen Intuition und seinem praktischen Denken auch auszeichnete, war Vertrauen in seine Erfindung. Denn mit der Erteilung der Patente hatte keineswegs der Siegeszug des Stahlbetons begonnen. Vielmehr gab es etliche – ernst gemeinte und ernst zu nehmende - Bedenken, mit denen sich noch G. Wayss in seiner Schrift von 1887 auseinanderzusetzen hatte: Erstens wurde befürchtet, dass das Eisen im nassen Zement zu rosten beginnen würde und dass das später (weil man den Beton für porös hielt) nicht nicht zu einem Halt käme; zweitens war die Eventualität nicht von der Hand zu weisen, dass in manchen Fällen Eisen und Beton nicht hinreichend aneinander haften würden und dass dann durch die Metallstäbe keine Verstärkung zustande käme, sondern dass vielmehr die Durchlöcherungen den Beton noch weiter schwächen würden. |
| ... und Missgunst | Schließlich gab es auch neidische Kritiker, die das Innovative an Moniers Idee gänzlich vom Tisch wischten, dies mit der Bemerkung, er habe nur Altbekanntes aus dem Baugeschehen nachgemacht. Sie wiesen auf jene Gipsdecken hin, die man üblicherweise dadurch etwas haltbarer machte, dass man Schilfrohr in sie hineinpackte. |
| Winter-Tests mit Stahlbeton | Monier scheute die Auseinandersetzung nicht. So ließ er seine Rohre aus Eisenbeton wieder ausgraben und zerschlagen – G. Wayss zitiert in seiner Schrift einen preußischen Sachverständigen, nach dessen Aussage „die Eisenstäbe (sich) so unversehrt und rostfrei, selbst noch so blau gezeigt haben, wie sie aus dem Walzwerk gekommen waren“. Andere Versuche gab es mit „Probebelastungen, selbst an Fußwegplatten, die während des strengsten Frostes und unter tauendem Schnee ... gelegen haben“. |
| Einsatz beim Reichstagsbau | Überall in Europa fanden Tests des Verbundmaterials statt und überall waren die Ergebnisse positiv. In Preußen kam der Eisenbeton, der ja eigentlich nur Pflanzkübel hatte haltbarer und leichter machen sollen, beim Bau des Reichstags zum Einsatz. |
Übrigens: Das erste in Deutschland mit Stahlbeton erstellte „Bauwerk“ war eine Hundehütte! C. Freytag ließ sie 1884 nach dem Erwerb der Patentrechte probeweise errichten. |
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Zum Beginn des Jahrhunderts lieferte die Wissenschaft dann die Erklärung dafür, was den Stahlbeton so tragfähig macht und was die Bedingungen sind, dass der Verbund funktioniert. Einen wichtigen Beitrag hier leistete Emil Mörsch, Regierungsbauführer und -meister in Württemberg und später Professor in Zürich und Stuttgart. Er legte 1901 die Schrift „Theorie der Betoneisenkonstruktion“ vor. Mörsch war damals Oberingenieur bei dem bereits erwähnten Unternehmen Wayss & Freitag. |
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| Wunschmaterial der Architekten | Damit war für Architekten ein uralter Wunschtraum wahr geworden: Endlich hatten sie ein Material, mit dem bei überschaubaren Kosten zum Beispiel ausladende Gewölbe und Kuppeln errichtet werden konnten. Dass dieser Baustoff den Ästheten zunächst missfiel und folglich G. Wayss in seiner Schrift sich noch mit der „grauen, unschönen Farbe des Cements“ auseinandersetzte, ist in heutiger Zeit, wo Naturstein nicht mehr das Bild bestimmt und es sogar Sichtbeton gibt, kein Thema mehr. |
| Persönlicher Niedergang |
Bei Monier aber schreitet mit der Jahrhundertwende der persönliche und wirtschaftliche Niedergang voran. Dass sich sein ältester Sohn von ihm lossagt, verkraftet er nicht, und dass er auf der Flucht vor dem Gerichtsvollzieher sich „wie ein Vagabund“, so heißt es in dem erwähnten französischen Buch, bei einem anderen Sohn verstecken muss, lässt ihn am Schicksal zweifeln. Immerhin wenden sich noch ausländische Unternehmer und französische Freunde an den Staatspräsidenten mit der Bitte um Unterstützung, was Monier mit Genugtuung registriert. Dennoch wird er, nachdem er am 13. März 1906 gestorben ist, auf einem Armenfriedhof beigesetzt. |
| Stahlbeton muss verdichtet werden | Wir haben heute detaillierteres Wissen über das Verbundmaterial, wissen etwa, dass die Verbindung „innig“ zu sein hat: Das heißt zum einen, dass der Beton das Eisengeflecht total umschließen muss, wofür er auf den Baustellen durch Rütteln sorgsam verdichtet wird. Zum anderen tragen zu diesem Zweck moderne Monierstäbe Riffelungen. Anhand dieser kann man auch Stahlsorte sowie Herkunftsland und produzierendes Werk ablesen. |
Übrigens: Gerne wird im Zusammenhang mit Betonstahl ein Schreibfehler gemacht. Moniereisen dienen nämlich keineswegs der Bewährung, sondern der Bewehrung – das Material wird nach dem französischen Ausdruck „béton armé“ sozusagen aufgerüstet, indem man ein Metallgerüst hineinpackt. Eine Bemerkung zu diesem Aspekt: Im Bunkerbau der Maginotlinie und des Westwalls ging dann nichts mehr ohne Stahlbeton. |
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