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Betontechnik 2 > Beton nach DIN EN 206 / DIN 1045-2 - Teil 2 > Flashcards

Beton nach DIN EN 206 / DIN 1045-2 - Teil 2 Flashcards

1
Q

Wie erfolgt die Karbonatisierung von Beton? (Lebenszyklus Beton)

A

Kalkstein/Ton > Brennen > Zement > Anmachen mit Wasser > Hydratation > Zementstein > CO2 aus Luft > Karbonatisierung > Kalkstein

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2
Q

Wie erfolgt die Korrosion von Stahl? (Lebenszyklus Stahl)

A

Eisenerz > Hochofen > Eisen/ Stahl > Sauerstoff & Feuchtigkeit > Korrosion > Rost

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3
Q

Was versteht man unter der Passivierung und Depassivierung des Bewehrungsstahls?

A

Passivierung:
- Porenlösung durch Kalziumhydroxyd stark alkalisch (pH = 12,5)
- Dünne & dichte Schutzschicht aus Eisenoxid bildet sich auf Stahloberfläche in diesem
Milieu aus
- Eisenionen können sich nicht ablösen –> Korrosion unterbunden

Depassivierung:

  • pH < 9,5 durch Karbonatisierung (CO2 neutralisiert Schicht) oder eindringende Chloride
  • Schutzschicht Stahl zerfällt –> offen für Korrosion durch Wasser
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4
Q

Was passiert bei der Karbonatisierung?

A

Kalziumhydroxyd im Porenwasser bindet CO2 –> Es entsteht Kalkstein und Wasser

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5
Q

Was sind die Folgen einer Karbonatisierung?

A
  • pH-Wert sinkt > Zerstörung der Passivschicht > Korrosionsgefahr steigt
  • Kalkstein = 6% Volumenzunahme > Porensystem wird verfeinert > Karbonatisierung kommt in ca. 15-20mm zum Stillstand
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6
Q

Was hilft bei Karbonatisierung?

A
  • Eine genügend dicke und dichte Überdeckung zum Schutz der Bewehrung vor
    Korrosion
  • Niedriger w/z-Wert
  • gute Nachbehandlung
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7
Q

Wie wirken sich folgende Einflussparameter auf die Karbonatisierungsgeschwindigkeit aus?

  • große Kapillarporosität (großer w/z-Wert, schlechte Nachbehandlung)
  • hoher Zementgehalt
  • ständig trockene Luft
  • unter Wasser
  • hoher CO2-Gehalt der Luft
  • abwechselnde Durchfeuchtung/Austrocknung
  • rel. Luftfeuchtigkeit 60-80%
A
  • große Kapillarporosität = groß > CO2 dringt leicht ein
  • hoher Zementgehalt = klein > hoher CO2 Bedarf
  • ständig trockene Luft = 0 > Wasser für chem. Reaktion nötig
  • unter Wasser = 0 > kein CO2 Eindringen möglich
  • hoher CO2-Gehalt der Luft = hoch
  • abwechselnde Durchfeuchtung/Austrocknung = hoch
  • rel. Luftfeuchtigkeit 60-80% = hoch
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8
Q

Wie kann man die Karbonatisierungstiefe prüfen?

A
  • 3% Phenolphthaleinlösung

> keine Verfärbung = karbonatisierter Beton
rote Verfärbung = nicht-karbonatisierter Beton

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9
Q

Wie kann man die Karbonatisierungstiefe tc errechnen?

A

Übliche Bezeichnungen:
[tc = karbonatisierungstiefe (mm) | k = const. | t = Zeit (monate) | tb = Betonalter (monate) | cü = Überdeckung (mm)]

Berechnung:
tc = k * wurzel(t) ———–> (Zukunftsprognose)

k = tc / wurzel(tb) ————> (hier gemessene tc mitteln)

t = (cü/k)²

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10
Q

Was sind die Voraussetzungen für Bewehrungskorrosion?

A
  • Passivschicht durch Karbonatisierung oder Chloride zerstört
  • Elektrischer Widerstand des Betons durch hohen Feuchtegehalt stark reduziert
  • Sauerstoff kann in ausreichender Menge zur Bewehrung vordringen
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11
Q

Wie verhält sich die Bewehrungskorrosion bei folgenden Zuständen?

  • Beton trocken
  • Beton unter Wasser
  • Beton abwechselnd feucht und trocken
A
  • Beton trocken = keine Korrosion > hoher elektrischer Widerstand
  • Beton unter Wasser = keine / kaum Korrosion > Kein / Kaum Sauerstoff vorhanden
  • Beton abwechselnd feucht und trocken = gefährlich !!! > alle Voraussetzungen für Korrosion erfüllt
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12
Q

Was sind die Mindestanforderungen an die Betonzusammensetzung?

A
  • zulässige Ausgangsstoffe
  • Mindestdruckfestigkeitsklasse
  • höchstzulässiger w/z-Wert
  • Mindestzementgehalt
  • Mindestzementgehalt bei Anrechnung von Zusatzstoffen
  • evtl. Mindestluft(poren)gehalt
  • evtl. weitere Anforderungen (z.B. Frosttausalzwiderstand der Gesteinskörnung)
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13
Q

Wie errechnet sich die Mindestbetonüberdeckung?

A

Cmin = max( Cmin,b | Cmin,dur + delta Cdur,y - delta Cdur,st - delta Cdur,add | 10mm)

Cmin,b = Mindestwert für Verbund > Stabdurchmesser, jedoch <80mm
Cmin,dur = mindestwert für Dauerhaftigkeit
delta Cdur,y = Tab. NA4.4
delta Cdur,st = Verringerung bei Verwendung von nicht rostendem Bewehrungsstahl
delta Cdur,add = 10mm für EXPO XD, bei dauerhafter rissüberbrückender Beschichtung

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14
Q

Welche zwei möglichen Ursachen können Frostschäden an Beton haben?

A
  • Schwachpunkt Gesteinskörnung = Abplatzung über Gesteinskorn
  • Schwachpunkt Zementstein = plattig, flächige Abplatzung im Zementstein
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15
Q

Was sind Prüfmethoden für den Frost- bzw. Frost-Taumittel-Widerstand?

A 
Frostwiderstand:
- Frostprüfung an Gesteinskörnung
   \+ Frostversuch in Wasser
- Frostprüfung an Beton (Alternativ)
   \+ Frostprüfung mit Wasser an einem Standardbeton
Frost-Taumittel-Widerstand:
- Frostprüfung an Gesteinskörnung
   \+ Magnesium-Sulfat-Versuch
   \+ Prüfung in 1%iger NaCL-Lösung
- Frostprüfung am Beton (Alternativ)
   \+ Frostprüfung mit 3%iger NaCL-Lösung an einem Standard-Luftporenbeton
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16
Q

Was passiert, wenn Wasser im Beton gefriert?

A
  • grobe Kapillarporen gefrieren zuerst, die Feineren erst mit zunehmenden tieferen Temperaturen
  • nicht alles Wasser gefriert –> also im Wasser und Eis gleichzeitig im Porensystem
  • 9% Volumenzunahme bei gefrieren von Wasser
  • Durch Volumenvergrößerung der Eiskristalle wird Wasser in den Kapillarporen verdrängt –> wenn Wasser nicht mehr in leeren Poren aufgenommen werden kann oder Druckausgleich zu langsam –> innere Gefügezerstörung (Sprengwirkung) durch hydraulischen Druck
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17
Q

Wovon hängt die Frostempfindlichkeit ab?

A
  • Grad der Durchfeuchtung
  • Größe und Beschaffenheit des Kapillarraums (Verteilung der Porengrößen)
  • Häufigkeit der Frost-Tauwechsel –> Abkühlgeschwindigkeit
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18
Q

Warum wird beim zusätzlichen Angriff durch Taumittel der Schädigungsgrad erhöht?

A
  • Gefrierpunktserniedrigung = Ausgleich des Eisdrucks weniger schnell
  • Salzlösung dringt leichter in Poren ein als Wasser = erhöhter Wassergehalt in den Poren
  • gefrierfähige Wassermenge bei Einwirkung einer Salzlösung höher
  • weniger ausgeprägte Entwässerung der feinen Poren
  • schnelleres Abkühlen durch Entzug der Schmelzwärme
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19
Q

Wie wirken LP-Mittel? (LP = Luftporen)

A
  • Ausgleichsvolumen zur Aufnahme des durch Eisdruck verdrängten Porenwassers
  • Wasserfilm an Wandung der Poren (Poren nicht gefüllt) gefriert zuerst
  • ohne Taumitteleinsatz begünstigen die künstlichen Luftporen das anziehen von Wasser aus den feinen Poren an das Eis (am Rand der künstlichen Pore)
  • unterbrechen kapillare Poren = kapillare Saugwirkung stark verringert = geringere Wassersättigung des Systems
20
Q 
Wie hoch soll der mittlere Luftporengehalt [Vol.-%] laut der DIN 1045-2 bei Folgenden Größtkörnungen des Zuschlaggemisches sein?
8 mm
16 mm
32 mm
63 mm
A

8 mm = > 5,5 Vol.-%
16 mm = > 4,5 Vol.-%
32 mm = > 4,0 Vol.-%
63 mm = > 3,5 Vol.-%

21
Q

Wovon hängt die Wirkung von LP-Mitteln stark ab?

A
  • Frischbetontemperatur
  • niedrige T = hoher Anteil Luftporen
  • hohe T = niedriger Anteil Luftporen
22
Q

Wie dosiert man das LP-Mittel bei unterschiedlichen Frischbetontemperaturen? (Formel)

A

m(LP,T) = m(LP,20°C) + F(m)

F(m) = Diagramm ablesen

23
Q

Wodurch wird die LP-Bildung begünstigt?

A
  • hoher Anteil Körnung 0,25 - 1,0mm
  • hoher w/z-Wert
  • schnell laufender Mischer
  • niedrige Frischbetontemperatur
  • langes Mischen
24
Q

Wodurch wird die LP-Bildung vermindert?

A
  • hoher Anteil Körnung 0 - 0,25mm
  • niedriger w/z-Wert (hoher Zementgehalt)
  • hohe Frischbetontemperatur
  • Pumpbeton
25
Q

Wie unterscheidet sich die Auswirkungen der Frost-Tau-Wechsel bei Beton mit und ohne LP?

A
  • mit LP = geringe Abwitterung bei hoher Anzahl Frost-Tau-Wechsel
  • ohne LP = hohe Abwitterung nach nur wenigen Frost-Tau-Wechsel
26
Q

Was versteht man unter einem “lösenden Angriff”?

A

Angriff durch:

  • Organische Fette und Öle
  • Weiches Wasser
  • Säuren

Material wird abgelöst
“Erosionswirkung”

27
Q

Was versteht man unter einem “treibenden Angriff”?

A

Angriff durch:
- Sulfate

Angriff geht nach innen und sorgt dort für Volumenveränderungen
“Sprengwirkung”

28
Q

Wässer und Böden können Beton angreifen, wenn sie welche Stoffe enthalten?

A
  • freie Säuren
  • Sulfide und Sulfate
  • Magnesiumsalze
  • Ammoniumsalze
  • bestimmte organische Verbindungen (Öle, Fette, etc.)
29
Q

Wann können Wässer zudem besonders gefährlich für Beton sein?

A
  • Wenn sie besonders weich sind
30
Q

Gase mit welchen Inhaltsstoffen greifen Beton in Verbindung mit Feuchte an?

A
  • Dihydrogensulfid (Schwefelwasserstoff)
  • Schwefeldioxid
  • Hydrogenchlorid (Chlorwasserstoff)
31
Q

Was versteht man unter dem Begriff Mehlkorn?

A
  • Korndurchmesser < 0,125mm
32
Q

Welche Betone benötigen einen hohen Mehlkornanteil ( > 350kg/m³)

A
  • Pumpbeton
  • Sichtbeton
  • Selbstverdichtender Beton (SVB)
33
Q

Was kann man beton hinzugeben, wenn Natursande nach dem Waschen zu wenig Mehlkorn haben?

A
  • Zement
  • Flugasche
  • Gesteinsmehl
34
Q

Wie wirkt sich der optimale Mehlkorngehalt auf die Frischbetoneigenschaften aus?

A
  • erhöhte Schmierfilmmenge ohne Erhöhung Anmachwassermenge
  • Verbesserte Verarbeitbarkeit
  • Verbessertes Wasserrückhaltevermögen
  • Vermindert Entmischungstendenz beim Einbringen
  • Erleichtert Verdichten
35
Q

Wofür ist ein ausreichender Mehlkorngehalt wichtig?

A
  • dichter Beton
  • hoher Wassereindringwiderstand
  • Sichtbeton
  • Pumpbeton
  • dünnwandige, eng bewehrte Bauteile
36
Q

Was für Auswirkungen hat ein zu hoher Mehlkorngehalt?

A
  • erhöht Wasseranspruch

- klebrige und teigige Masse

37
Q

Erläutern Sie das Prinzip der Alkali-Kieselsäure-Reaktion!

A
  • manche Gesteine enthalten alkalireaktive Kieselsäure
  • Alkalihydroxid gelöst in Porenwasser kann mit Kieselsäure reagieren
  • Alkalisilikat entsteht
  • Volumenvergrößerung durch Alkalisilikat –> Sprengwirkung
38
Q

Wann sind Vorsichtsmaßnahmen bezüglich Alkali-Kieselsäure-Reaktion zu treffen?

A
  • feuchtezufuhr ausgesetztem Beton mit entsprechend empfindlichen Gesteinen
  • bedenkliche Gesteinskörnungen (Karte)
39
Q

Was für Gesteine sind bei hochfestem Beton ausschließlich erlaubt?

A
  • AKR unbedenkliche Gesteinskörnungen
40
Q

Welche Gesteinsarten sind besonders bezüglich AKR zu betrachten?

A
  • Opalsandstein
  • Flint
  • gebrochene Grauwacke
  • Quarzporphyr (Rhyolith)
  • gebrochener Kies des Oberrheins (Kiesedelsplitt)
  • rezyklierte Gesteinskörnungen
  • importierte gebrochene Gesteinskörnungen
41
Q

Wofür steht ZTV-ING und was wird darin geregelt?

A

ZTV-ING = Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten

- zusätzliche Anforderungen an:
   \+ Herstellung
   \+ Verarbeitung
   \+ Fertige Leistung
   \+ Überwachung
42
Q

Was sind die Anforderungen an den Mehlkorngehalt für Pumpbeton?

A
  • bei gerundetem Kiessandmaterial
    > 350kg/m³
  • bei gebrochener Gesteinskörnung / rezyklierten Material
    Erhöhung um 25 - 50 kg/m³
  • fehlende Mehlkornmenge nie durch Erhöhung des Sandanteils ausgleichen !!!
43
Q

Was sollte bezüglich Material und Konsistenz bei Pumpbeton beachtet werden?

A
  • möglichst Flugasche zugeben
  • möglichst < 20% gebrochene Gesteinskörnung
  • Gesteinskörnung Bereich 2 - 8mm < 20%
  • möglichst stetige Sieblinie im Sandbereich
  • Konsistenz > F3 bzw. min. C3
44
Q

Welche Zusammensetzungen der Betone gelten als gut pumpfähig?

  • Größtkorn (Angabe in mm)
  • Feinstmörtelgehalt / Mehlkorngehalt < 0,125mm (Angabe in Litern)
  • Mörtelgehalt < 2mm (Angabe in Litern)
  • Siebdurchgang bei 2mm (Angabe in %)
A

Größtkorn 32mm

  • ca. 300l = Feinstmörtelgehalt / Mehlkorngehalt < 0,125mm
  • ca. 350l = Mörtelgehalt < 2mm
  • ca. 33% = Siebdurchgang bei 2mm

Größtkorn 16mm

  • ca. 330l = Feinstmörtelgehalt / Mehlkorngehalt < 0,125mm
  • ca. 570l = Mörtelgehalt < 2mm
  • ca. 38% = Siebdurchgang bei 2mm
45
Q

Welche Anforderungen gelten an einen Beton mit hohem Wassereindringwiderstand in Abhängigkeit von der Bauteildicke?

A

d < 40cm = min. gemäß EXPO XC4

d > 40cm = w/z-Wert < 0,70

46
Q

Was sind die Anforderungen an Unterwasserbeton für tragende Bauteile bezogen auf:

  • w/z-Wert
  • Mindestzementgehalt ohne Zugabe von f
  • Mindestzementgehalt bei Zugabe von f
  • Mehlkorngehalt
  • Verarbeitbarkeit
A

< 0,60

350 kg/m³

EXPO XC1-3: 240 kg/m³ / Sonst: 270 kg/m³

keine obere Begrenzung

i.A. weiche Konsistenz

Betontechnik 2 (7 decks)

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