Cylindrical steel storage tanks are thin-walled significant engineering structures. This study investigated the buckling conditions of ground-supported cylindrical steel liquid storage tanks according to roof shapes and shell thicknesses. The roof shapes selected were open-top, flat-closed, conical-closed and torispherical-closed-top tanks, and shell thicknesses were 4, 6 and 8 mm. These tanks may be exposed to several types of failure during earthquakes, such as elephant-foot buckling, diamond-shape buckling, overturning and uplift. Great financial loss and environmental damage can also ensue when steel liquid storage tanks are damaged in an earthquake. The seismic analyses were conducted under Kobe earthquake conditions for cylindrical steel tanks with different shell thicknesses and roof types. To investigate dynamic behaviour of the tanks accurately, the hydrodynamic response of each tank was divided into impulsive and convective components. Directional deformation and buckling results are presented for both impulsive and convective masses. As a result, the deformation of the tank is significantly reduced when the top of the tank is in the shape of a torispherical dome. The flat-closed tank has a maximum directional deformation in both impulsive and convective modes. Results also show that when shell thickness was increased, buckling deformation decreased, but different deformation states were observed on the wall and roof components depending on the type of roof.

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News: Eurosteel Conference postponed until 1-3 September 2021

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Zum Titelbild:
Charakteristisch für die historischen Gebäude der Sächsischen Klinik Rodewisch (Einweihung 1893) sind die Satteldächer mit Holzdachstühlen und Schiefereindeckung und die gelben Klinkerfassaden. Der Gebäudekomplex wurde ab 1992 Stück für Stück modernisiert und teilweise unter Denkmalschutz auch komplettsaniert. Für die energetische Ertüchtigung der Außenwände von Haus B9 auf einer Fläche von circa 650 m2 kam deshalb nur ein Innendämmsystem in Frage, siehe Meldung S. 49. (© Foto: UdiDämmsysteme)

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Wie der Vergleich des Energiebedarfs mit dem Energieverbrauch von sieben exemplarisch ausgewählten Wohngebäuden zeigt, liegen die Werte beim Bedarf in der Regel über den Angaben für den Verbrauch. Dies ist nicht nur auf den anzusetzenden Bezug - Bedarf oder Verbrauch - zurückzuführen, sondern bei Bedarfsberechnungen kommt erschwerend hinzu, dass der Ansatz von DIN V 18599 immer schlechtere Ergebnisse liefert als der Bezug auf DIN V 4108-6 in Verbindung mit DIN V 4701-10. Außerdem zeigt eine Analyse von Langzeitmessungen der Raum- und Außenlufttemperaturen an 33 Standorten in der Bundesrepublik, dass die wirklichen, zeitlich veränderlichen Temperaturläufe in Gebäuden deutlich von den standardisierten, zeitlich konstanten Werten nach Norm abweichen.

Energy demand versus energy consumption taking into account long-term temperature measurements
The comparison of the energy demand values with the energy consumption values of seven selected residential buildings shows that the determined de-mand values are usually higher than the consumption data. This is not only put down to the reference itself, demand or consumption, but when determining the energy demand by using the approach of DIN V 18599 the results are get-ting worse as by using DIN V 4108-6 in conjunction with DIN V 4701-10. Furthermore, an analysis of long-term measurements of room and outside air temperatures at 33 locations in Germany shows that the real, time-varying temperature curves in buildings clearly diverge from the standardised, temporally constant values according to DIN.

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Der Feuchteschutz bei Bauwerken und von Konstruktionen ist essentiell, da nicht nur langfristig Schäden an der Konstruktion ausgeschlossen, sondern auch nutzungsgerechte Raumbedingungen erreicht werden sollen. Die Folgen eines unzureichenden Feuchteschutzes würden die funktionale oder ästhetische Qualität des Bauwerks negativ beeinflussen.
Bei Stahl-Glas-Konstruktionen liegt der Fokus des Feuchteschutzes zunächst auf einem korrekt ausgeführten Korrosionsschutz der Stahlbauteile, da sie das primäre und oft auch das sekundäre Tragwerk bilden. Die Einfassung der Glaselemente wird üblicherweise durch eloxierte oder beschichtete Aluminium-Profil-Systeme erreicht, die hinsichtlich des Korrosionsschutzes unproblematisch sind. Die Beachtung einer korrekten thermischen Trennung, das Fügen von Bauteilen und die fertigungstechnische Qualität entscheiden bei solchen Metallbaukonstruktionen über eine fachgerechte und einwandfreie Ausführung. Das ist wichtig, da bei derartigen Konstruktionen die Kondensation und Tauwasserbildung in der Konstruktion oder an Bauteiloberflächen negative Auswirkungen, wie Wasserablagerungen am Glas oder Tropfenbildung hat und in der Folge andere Gewerke schädigen kann.
Die Einschätzung, inwieweit ein solches Risiko besteht, wird im Planungsprozess typischerweise durch Berechnungen vorgenommen. Bei einer beispielhaften Gitternetzschalenkonstruktion für ein nordamerikanisches Projekt wurden ergänzende messtechnische Untersuchungen an Großmustern, sogenannten Mock-ups, durchgeführt, um unter anderem eine bessere Einschätzung zum Kondensationsverhalten zu erhalten.
Der vorliegende Artikel vergleicht die thermischen Berechnungen an kritischen Details mit den entsprechenden messtechnischen Untersuchungen und zeigt Gründe für Unterschiede und Aussagegenauigkeiten auf. Ergänzend sind relevante Normen und Richtlinien zur Kondensatrisikobewertung für Europa und Nordamerika zusammengefasst und der messtechnische Aufbau dargestellt.

Assessing the condensation risk in the design of steel-and-glass structures - Experiences with computational analysis and measurement studies on true-to-scale prototypes
Control of condensation in buildings and constructions is important, as long-term damages to constructions are eliminated and appropriate interior conditions must be achieved. Otherwise, the consequences of insufficient moisture protection may result in negative impacts on the functional and aesthetic quality of the building.
With steel-and-glass constructions, the focus of moisture protection is primarily the correct corrosion protection of the steel components, as they often serve as the primary and secondary supporting structure. The glass elements are usually mounted on anodized or coated aluminum profile systems, which are unproblematic in terms of corrosion protection. The attention to a correct thermal break, the joint details and the manufacturing quality are crucial for a good and perfect-performing metal construction. This is important, as condensation and dew on the construction or component surfaces can lead to negative effects such as water deposition on the glass or dripping.
The evaluation of the extent to which such a risk exists is typically estimated in the planning process by performing calculations. In the case of an exemplary grid shell structure for a North American project, supplementary measurement studies were carried out on large samples, so-called mock-ups, to achieve a better understanding of the condensation behavior.
This paper compares the thermal calculations on critical details with the corresponding measurement studies and discusses reasons for differences and precision. In addition, relevant standards and guidelines for condensation risk assessments for Europe and North America are summarized and the measurement setup is outlined.

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Um die Marktanforderung nach immer besserer Dämmleistung der Gebäudehülle zu erfüllen, wurden hocheffiziente Dämmmaterialien, auch bekannt unter dem Namen Superisolationsmaterial (Super Insulation Materials), entwickelt. Das sind Materialien mit einer bis zu 10-mal geringeren Wärmeleitfähigkeit von herkömmlichen Dämmstoffen. Allerdings sind diese Materialien teuer und ihre Lebensdauer bei wechselnden hygrothermischen Einflüssen noch nicht hinreichend untersucht, was bereits im internationalen Forschungsprojekt Annex 65 der Internationalen Energieagentur (IEA) beschrieben wurde.
Der Hydrophobierungsprozess an synthetischem amorphen Siliziumdioxid SAS ist jedoch seit Langem bekannt und wird zur Hydrophobierung von Pulvern in verschiedenen Industrieanwendungen eingesetzt. Deshalb war der erste Schritt in der vorliegenden Studie die Langzeitstabilität von hydrophoben Pulvern zu evaluieren, um dann die Langzeitstabilität entsprechend hydrophobierter Formkörper zu untersuchen und zu bewerten.

Investigation on for the long-term performance of hydrophobic silica-based advanced porous materials in building applications
To satisfy the new demand of more and more efficient thermal insulation for building envelope highly efficient insulation materials, known as super insulation materials (SIM), have been developed, with a thermal conductivity up to 10 times lower than common thermal insulation products. However, although they offer excellent insulation performance, these materials are expensive and there is a lack of information on their durability under different hygrothermal conditions, which is described and examined in general in IEA Annex 65.
The hydrophobation of synthetic amorphous silica (SAS) is long been known and is applied to powder for several technical applications. Therefore, the first step of the presented study was to show the long-term stability of hydrophobic powders to investigate and evaluate afterwards the long-term stability of the hydrophobized mold bodies.

Technische Entwicklungen im Gebäudebereich werden in jüngerer Vergangenheit maßgeblich durch höhere Komfortansprüche und Anforderungen an die Energieeffizienz bestimmt. Im Rahmen des vorgestellten Forschungsvorhabens wurde für Dunstabzugssysteme der energetische Einfluss in Wohngebäuden, die Wirksamkeit der Systeme in Bezug auf die Reduzierung von Küchendünsten sowie die Wechselwirkung mit dem Gebäude und anderen technischen Systemen untersucht.
Eine gute Erfassung der Küchendünste ist mitentscheidend für eine wirksame Reduzierung der Raumluftbelastung. Es konnte ein neues Verfahren zur qualitativen Bewertung der Wrasenerfassung erprobt werden. Die Ergebnisse deuten auf erhebliche Unterschiede zwischen den untersuchten Dunstabzugssystemen hin. Ferner zeigten Labormessungen, dass Umluft-Dunstabzugssysteme mit Geruchsfilter deutlich bzgl. Geruchsreduzierung differieren.
Abluft-Dunstabzugssysteme erzeugen einen Unterdruck in der Wohneinheit. Aufgrund der hohen Luftdichtheit von energieeffizienten Gebäuden können sich im Abluftbetrieb sicherheitsrelevante Unterdrücke in Wohnungen einstellen. Abhängig vom zulässigen Unterdruck werden geeignete Lösungen vorgestellt. Ferner verursachen Abluft-Dunstabzugssysteme zusätzliche Wärmeverluste, die bisher z. B. in Energiebilanzverfahren nicht berücksichtigt werden. Modellrechnungen zeigen, dass der zusätzliche Wärmeverlust bei energieeffizienten Gebäuden eine relevante Größenordnung erreichen kann.

Assessment of air-extraction and kitchen hoods with recirculating air operation in energy efficient buildings
Recently, technical advancements in the building sector have strongly focused on matters of comfort and energy efficiency. Within the scope of the research project, the study analysed the energetic influence of kitchen hoods on residential buildings, the effectiveness of these systems to reduce cooking fumes and their interactions with other technical systems and the building itself.
In order to effectively reduce air pollution, it is vital to capture cooking fumes efficiently. During this study, it was possible to try out a new method for the qualitative assessment of the fume capture process. The results show considerably differences between the examined air-extraction systems. Further laboratory measurements made clear that hoods with recirculating air operation and activated carbon filter differed vastly in their effectiveness of reducing odours.
Exhaust systems cause negative pressure in a housing unit. Because highly energy-efficient buildings are largely airtight, this underpressure can reach levels that threaten a building's secureness. Depending on the permitted levels, the study introduces different solutions. Moreover, exhaust systems cause further thermal losses that have not been included in the energy balance of a building. Model calculations show that these extra thermal losses can indeed make a sizeable impact.

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Aktuell:
60 Jahre Bundesverband Bausysteme e. V.
Neue Praxishilfe Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen
Rechtsgutachten: Wie Daten aus Gebäuden und Quartieren verwendet werden können
Zulassungen im Volltext beim DIBt kostenlos
Denkmalschutzgerechte Sanierung einer historischen Klinik mit Holzfaser-Innendämmsystem

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Zum Titelbild:
Blick auf die Ränge des neuen Puskás-Stadions in Budapest. Im mit einem Fassungsvermögen von über 67.000 Zuschauern größten öffentlichen Bauwerk Ungarns, das nach dem legendären ungarischen Fußballer Ferenc Puskás benannt wurde, sind 15.000 m2 Bodenfläche auf den Tribünen mit MC-Floor TopSpeed flex, der flexibilisierten Rollbeschichtung mit rissüberbrückenden Eigenschaften auf Basis der KineticBoost-Technology®, ausgeführt worden. Auch bei ungünstigen Klimabedingungen wie 2 °C und 100 % relativer Luftfeuchte lassen sich hochbelastbare und ästhetische Bodenbeläge umsetzen. Wie bei kaum einem anderen Bodenbeschichtungswerkstoff lassen sich damit auch Härte und Elastizität von gering bis sehr hoch einstellen. Diese Vorteile machten sich die Bauherren und Planer des neuen Puskás-Stadions in Budapest zunutze, die diese Arbeiten im Winter durchführen mussten. (Foto: MC-Bauchemie)

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2.050 Unternehmen tummeln sich hierzulande im Bereich von Rohrleitungs- und Kanalbau sowie in der Abwasserbeseitigung. Aber keine Angst! - sie werden im 2020er Special: Kanal- und Rohrleitungsbau nicht alle zur Darstellung kommen können. Dass im Thema aber Musik ist, zeigt der Umstand, dass im letzten Jahr 68 Unternehmen in der Branche neu gegründet wurden, aber nur 6 Insolvenz anmelden mussten.

Unter den Straßen einer Stadt wie Hannover liegen etwa 2.500 km öffentliche Kanäle, die einer Strecke von dort bis Lissabon entsprechen (und damit nach Berlin und Hamburg das drittlängste Kanalsystem ergeben). Vergegenwärtigt man sich sodann, noch, dass allein von allen Abwasserkanälen ca. 75 % defekt sind, wird sonnenklar, dass es hier um eines der Bauthemen schlechthin geht.

Das Heft beweist das mit Fachbeiträgen, u. a. unter Mitwirkung von Autoren des Güteschutz? Kanalbau und anderer relevanter Verbände und Unternehmen. Es wirft einen abschließenden Blick auf das Emschersystem, bringt Objektberichte von der Kanal- und Rohrsanierung wie dem Neubau derselben, über Regenüberlaufsysteme und deren Sanierung, grabenlose Verfahren, Verfüllbaustoffe, Pumpensysteme und natürlich über die IFAT 2020. Aktuelle - besonders an Umweltschutz und Monitoring orientierte - Produktvorstellungen runden das vielfältige Themen-Spektrum ab.

Das Heft bietet die Gelegenheit, eines der brisantesten und auch ökonomisch aussichtsreichsten Bauthemen überhaupt aus dem Boden zu holen - und es sicht- und lesbar zu machen.

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Während das Instandsetzungsprinzip W bei carbonatisierungsinduzierter Korrosion seit vielen Jahren als Standardverfahren etabliert ist, wird seine Anwendbarkeit bei chloridinduzierter Korrosion (W-Cl) in der Fachwelt bis heute kontrovers diskutiert. Zwar ergeben sich aus seiner Anwendung gegenüber anderen Instandsetzungsverfahren auf den ersten Blick u. U. deutliche wirtschaftliche Vorteile, allerdings besteht bei diesem Verfahren ein deutlich höheres Risiko, dass das Instandsetzungsziel nicht erreicht wird.
Im vorliegenden Beitrag werden die technischen Grundlagen des Instandsetzungsprinzips W-Cl sowie der aktuelle Kenntnisstand - sowohl für den gerissenen als auch für den ungerissenen Beton - dargestellt und baurechtliche Konsequenzen, die sich aus dem erhöhten Ausführungsrisiko ergeben, diskutiert. Korrosionsmonitoring als Element zum Nachweis des Instandsetzungserfolgs bei Anwendung des Prinzips W-Cl wird vorgestellt. Anhand von Anwendungsbeispielen werden sowohl die Risiken, die mit dem Verfahren verbunden sind, als auch das Potenzial bei erfolgreicher Anwendung veranschaulicht.

The repair principle IR - state of knowledge, regulatory consequences, current research
While the repair principle IR (increasing resistivity) has become a standard procedure for the repair of carbonation-induced reinforcement corrosion, its applicability to chloride-induced reinforcement corrosion is still under discussion. In many cases, IR may display economic advantages at first glance, but its application is linked with an increased risk of failure.
This contribution presents the fundamentals of the repair principle IR in case of chloride-induced corrosion and the current state of knowledge both for uncracked and cracked concrete. Regulatory consequences that arise from the higher failure risk are being discussed. Corrosion monitoring is introduced as a possible means to monitor the performance of the repair measure. Finally, case studies illustrate both the risks of this repair principle and the benefits when applied successfully.

Die geplante Lebensdauer von Stahlbetonbauwerken wird häufig aufgrund von chloridinduzierter Bewehrungskorrosion erheblich reduziert. Chloride aus Tausalzbeaufschlagung oder Meeresexposition dringen in den Beton ein und sobald ein kritischer Chloridgehalt an der Bewehrung angekommen ist, wird Korrosion initiiert. Die Folgen von Bewehrungskorrosion sind Risse und Abplatzungen des Betons, wodurch zunächst die Verkehrssicherheit und in einem fortgeschrittenen Schädigungsgrad auch die Tragfähigkeit eingeschränkt werden kann. Im Zuge der Bauwerksinspektion von chloridexponierten Bauwerken ist daher die Detektion der Bewehrungskorrosion unerlässlich, um zu klären, ob Korrosion bereits initiiert wurde und in welchem Umfang das Bauwerk davon betroffen ist. Erst auf Basis dieser Daten können Inspektionsintervalle und Instandsetzungsmaßnahmen zielgerichtet, nachhaltig und ökonomisch geplant werden. Die konventionelle Methode zur Detektion von Bewehrungskorrosion ist die Potentialfeldmessung, bei der das Potential zwischen der Bewehrung und einer auf dem Beton aufgesetzten Bezugselektrode ermittelt wird. Zudem wurde in den letzten Jahren an der University of South Florida eine innovative Art der Korrosionsdetektion entwickelt, die auf dem Messprinzip der Kelvinsonde basiert. Die Methode hat den großen Vorteil, dass kein physischer Kontakt zum Beton erforderlich ist. Die Lage und die Verteilung der mit der Kelvinsonde gemessenen Oberflächenpotentiale zeigen in Vergleichsmessungen sehr gute Übereinstimmung mit Messwerten aus der Potentialfeldmessung. Beide Methoden zur Korrosionsdetektion werden hier vorgestellt und diskutiert.

Corrosion detection on reinforced concrete structures: conventional and innovative
The designed service life of reinforced concrete structures is often shortened due to chloride-induced reinforcement corrosion. The ingress of chlorides from sources such as de-icing salts or marine environment can cause corrosion as soon as a critical chloride threshold reaches the first reinforcement layer. The consequence of corrosion are cracks and spalling of the concrete cover which impairs the serviceability and in an advanced stage the load bearing capacity of a structure. Thus, corrosion inspection is highly recommended for chloride-exposed structures to clarify (i) if corrosion is initiated and (ii) to which extent. The determination of further inspection intervals and/or repair measures relies on reliable corrosion condition assessment. The conventional corrosion inspection method is the half-cell potential measurement where a reference electrode is placed on the concrete surface and the potential is measured between the reference electrode and the reinforcement in the concrete. Recently an innovative corrosion inspection method has been developed at the University of South Florida, which is based on the principle of the Kelvin probe. The advantage of this method is that it does not require physical contact to the concrete. The resulting potentials of both methods show very good correlation. Hereinafter, the paper describes and discusses both corrosion inspection methods.

Der maßgebliche Korrosionsschutz von nicht rostendem Stahl in Beton basiert, anders als bei unlegiertem Betonstahl, auf der Ausbildung einer Chromoxidschicht. Die Chromoxidschicht ist in alkalischem und in karbonatisiertem Beton beständig, sodass nicht rostende Stähle in einem passiven Zustand vorliegen. Die Initiierung von Lochkorrosionserscheinungen ist dagegen auch an nicht rostenden Stählen in Beton möglich. Der korrosionsauslösende Chloridgehalt ist neben dem Gehalt an Legierungselementen (insbesondere dem Chromgehalt) und der Oberflächenbeschaffenheit auch vom Konzentrationsverhältnis von OH- zu Cl- im Elektrolyten abhängig. Daher ist prinzipiell zu erwarten, dass in karbonatisierten Betonen geringere Chloridgehalte Korrosion initiieren können als in Betonen mit höheren pH-Werten. Dies gilt in besonderem Maße für nicht rostende Betonstähle mit geringen Chromgehalten, wie z. B. Produkte aus dem Werkstoff 1.4003 (X2CrNi12) mit seiner im Vergleich zu den Standardausteniten geringen Beständigkeit. Um den kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt am Beispiel eines am Markt verfügbaren ferritischen Chromstahls zu bestimmen, wurden an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) umfangreiche Untersuchungen zu beschleunigten Korrosionsversuchen in alkalischen und karbonatisierten Mörteln durchgeführt. Mittels Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) konnten die korrosionsauslösenden Chloridgehalte im Phasengrenzbereich Betonstahl-Mörtel ermittelt werden.

Determination of the corrosion-inducing chloride content of stainless ferritic reinforcing steels in mortar
The corrosion protection mechanism for stainless steel in concrete is different than for unalloyed steel. In carbonated concrete, stainless steels are in a passive state and do not have any uniform corrosion. The chloride content for the initiation of pitting corrosion on stainless steels in concrete depends not only on the content of alloying elements (above all chromium) and the surface condition. It also depends on the concentration ratio between OH- and Cl- in the electrolyte. It can be expected that lower chloride contents can initiate corrosion in carbonated concretes than in concretes with higher pH values. This ap-plies especially to stainless steel with low chromium contents such as products made of the material 1.4003 (X2CrNi12). In order to determine the critical corrosion-inducing chloride content using the example of a pickled ferritic chromium steel available on the market, extensive laboratory tests were carried out at the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM). In accelerated corrosion tests in alkaline and carbonated mortars, the critical chloride contents in the phase boundary between reinforcing steel and mortar were determined and evaluated by means of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS).

Ist ein Stahlbetonbauteil instand zu setzen, so ist die Grundlage für eine sachgerechte Instandsetzungsplanung die Klärung der Schadensursache und des -umfangs. Wurde der festgestellte Schaden durch eingedrungene Substanzen hervorgerufen, werden am Bauwerk i. d. R. Proben entnommen und im Labor nasschemisch untersucht. Dabei hängt die örtliche Auflösegenauigkeit direkt vom Beprobungs- und Analyseaufwand ab. Durch die sog. LIBS-Analyse ist es möglich, vergleichsweise schnell die Elementverteilung an einer Messfläche von Probekörpern zu ermitteln und diese Informationen anschaulich darzustellen. Die hoch aufgelösten grafischen Auswertungen unterstützen die Darstellung ggf. komplexerer Sachverhalte, sodass diese auch für fachfremde Beteiligte wie Eigentümer/Auftraggeber leichter nachvollziehbar werden. Dies kann bei notwendigen, ggf. kostenintensiven Instandsetzungsmaßnahmen zur Verdeutlichung der Relevanz hilfreich sein. Auch im Rahmen der Forschung kann die Kombination einer hohen Informationsdichte in Verbindung mit der schnellen Messmethode und einem geringen Präparationsaufwand der Probe hilfreich sein, um den heterogenen Baustoff Beton abzubilden und den darin stattfindenden Ionentransport genauer nachzuvollziehen.

Application possibilities of LIBS analysis for reinforced concrete
For reinforced concrete the basis of a proper repair planning is the identification of the damage cause. If the damage determined was caused by substances to which the structure was exposed, the penetration depth has to be known in order to enable the competent planner to determine the scope of repair. The samples taken from the structure are usually analyzed wet-chemically and the results are presented as profile pictures over the depth, whereby the resolution depends strongly on the analysis effort and thus on the analysis costs. By the so-called LIBS procedure, it is possible to gain comparatively fast a high additional information content from the samples and to represent this descriptively. The high-resolution images help to recognize complicated facts and to make problems easier to understand even for external participants due to the excellent visualization. The combination of a high information density in connection with a fast measuring method is also helpful in the context of research in order to be able to map the heterogeneous building material concrete and the ion transport within the cement paste.