Beton nach DIN EN 206/ DIN 1045-2 und Beton für besondere Verwendungszwecke Flashcards by Anna Schlaich

Was steht in der Beton DIN EN 206/DIN 1045-2

Prüfvefahren:

Prüfverfahren für Frischbeton DIN EN 12350, u.a
Prüfverfahren für Festbeton DIN EN 12390, u.a
Nachweis der Betondruckfestigkeit in Bauwerken DIN EN 13791

Anforderung (Ausgangsstoffe)

Zement DIN EN 197…
Flugasche für Beton DIN EN 450-1
Silikastaub für Beton DIN EN 13263-1
Trass DIN 51043
Zusatzmittel für Beton, Mörtel und Einpressmörtel DIN EN 934-2
Gesteinskörnung für Beton DIN EN 12620, DIN 13055-1, DIN 4226-100
Pigmente zum Einfärben von Zement- und Kalk- gebundenen Baustoffen DIN EN 12878
Zugabewasser DIN EN 1008
Fasern für Beton DIN EN 14889-1, DIN EN 14889-2

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Für was stehen die Abkürzungen LC 30/33 und C 25/30?

LC steht für die Festigkeitsklasse Leichtbeton, 30 ist die Zylinderdruckfestigkeit und 33 die Würfeldruckfestigkeit.
C steht für die Festigkeitsklasse normalbeton, 25 ist die Zylinderdruckfestigkeit und 30 die Würfeldruckfestigkeit.

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Was muss alles im LV enthalten sein? Wer ist Verantwortlich für Beton nach Zusammensetzung? Wer ist Verantwortlich für Beton nach Eigenschaften und wer ist Verantwortlich für den Standardbeton?

Im LV müssen alle maßgebenden Anforderungen an der Beton enthalten sein und die Betoneigenschaften hinsichtlich Lieferung, Einbau, Verdichtung, Nachbehandlung und Schutz beschrieben werden.
Bei Beton nach Zusammensetzung ist der Verfasser des LV für die Richtigkeit der Angaben für die Betonzusammensetzung verantwortlich.
Bei Beton nach Eigenschaften ist der Betonhersteller dafür verantwortlich, dass die im LV geforderten Eigenschaften mit der Betonzusammensetzung erreicht werden.
Bei Standardbeton ist der Hersteller dafür verantwortlich, dass die Vorgaben der DIN EN 206-1/DIN 1045 berücksichtigt sind und die Betonzusammensetzung sowie die Ausgangsstoffe die Anforderungen ( Festigkeitsentwicklung, Konsistenz, etc.) erfüllen.

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Was sind Expositionsklassen und wofür werden sie benötigt?

Zur Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungsbedingungen auf die
Dauerhaftigkeit von Beton werden Betonbauteile so genannten
Expositionsklassen zugeordnet.

Abhängig von der Expositionsklasse (es können auch mehrere sein) wird die
Betonzusammensetzung und weitere Eigenschaften festgelegt, so z. B. die
Betondeckung über der Stahlbewehrung bei Stahlbetonbauteilen. Auch
die Dauer des Feuchthaltens des Betons nach dem Betonieren, die so
genannte Nachbehandlung, wird in Abhängigkeit von den
Expositionsklassen festgelegt.

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Was ist Hydratation? und wie entsteht sie?

Hydratation ist die Erstarrung und Erhärtung von Zement, durch eine chemische Reaktion mit Wasser.

Bei Zugabe von Wasser zu Zement reagieren die Klinkerphasen und bilden neue Kristalle, dann wachsen die Kristalle ineinander und somit bilden die Kristalle ein zunehmend festeres Kristallgerüst.

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Was ist Zementgel?

Zementgel ist eine aus den Hydratationsprodukten gebildete
Substanz. Volumen des Zementgels (einschl. mit
Gelwasser gefüllten Gelporen) ist ca. 2.05 mal so
groß wie das Volumen des Zements.

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Was ist Zementstein?

hydratisierter (=erhärteter) Zementleim

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Was bedeutet Erstarren zum Thema Beton?

Erstarren ist das Ansteifen des Zementleims. Verantwortlich
hierfür ist die Reaktion des C3A mit dem CaSO4
und Wasser. Es entsteht Trisulfat (Ettringit)

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Was bedeutet Erhärten zum Thema Beton?

Erhärten ist verantwortlich für Bildung des Zementsteins und Entwicklung der
Festigkeit. Verantwortlich hierfür ist die Reaktion
des C3S und C2S mit dem Wasser. Es entsteht
Calciumsilikathydrat (CSH). Als Nebenprodukt
fallen Calciumhydroxid Kristalle ,Ca(OH)2 aus

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Was ist der w/z Wert?

das Mischungsverhältnis von Wasser zu Zement beeinflusst
viele Eigenschaften des Betons
- der Wasserzementwert (w/z-Wert) ist das Verhältnis aus
Wassergehalt und Zement in Gewichtsteilen
- bei Verwendung von Zusatzstoffen, z. B. Flugasche, wird der
(w/z)eq angegeben

w/z = Wassergehalt [kg] / Zementgehalt [kg]

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Was passiert wenn man den den w/z Wert im Beton erhöht?

mit zunehmendem w/z-Wert wird der Anteil des Wassers am
Zementleim höher
die Erhöhung des w/z-Werts hat folgende Auswirkungen auf
den Beton:

Festbeton:

der Kapillarporenraum nimmt zu
die Festigkeit nimmt ab
die Dichtigkeit nimmt ab
die Dauerhaftigkeit nimmt ab

Frischbeton:

der Zementleim wird dünnflüssiger
der Beton kann bluten
der Beton kann entmische

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Wie entwickeln sich die Volumenverhältnisse vom Zementgel, Gelporen und die Kapillarporen von einer Hydratation von 100% mit einem w/z Wert = 0,2; w/z Wert = 0,4 und w/z Wert = 0,7

w/z Wert = 0,2: Noch ca.31%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 49% Zementgel (Feststoff), 15% Gelporen und weniger als 5% Schrumpfporen (Kapillarporen bzw. Wasser)
w/z Wert = 0,4: 0%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 71% Zementgel (Feststoff), 21% Gelporen und weniger als 8% Schrumpfporen (Kapillarporen bzw. Wasser)
w/z Wert = 0,7: 0%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 50% Zementgel (Feststoff), 15% Gelporen und 35% Kapillarporen bzw. Wasser und davon sind 6% Schrumpfporen.

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Wie entwickeln sich die Volumenverhältnisse vom Zementgel, Gelporen und die Kapillarporen von einer Hydratation von 100% mit einem w/z Wert = 0,2; w/z Wert = 0,4 und w/z Wert = 0,7

w/z Wert = 0,2: Noch ca.31%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 49% Zementgel (Feststoff), 15% Gelporen und weniger als 5% Schrumpfporen (Kapillarporen bzw. Wasser)
w/z Wert = 0,4: 0%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 71% Zementgel (Feststoff), 21% Gelporen und weniger als 8% Schrumpfporen (Kapillarporen bzw. Wasser)
w/z Wert = 0,7: 0%Zementklincker ( unhydratisierter Zement), 50% Zementgel (Feststoff), 15% Gelporen und 35% Kapillarporen bzw. Wasser und davon sind 6% Schrumpfporen.

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Transportmechanismen für Flüssigkeiten und Gase in Beton
Diffusion: Welche Stoffe werden durch Diffusion transportiert? Was ist die treibende Kraft? und was sind Bespiele zum Thema Beton?

Diffusion
Stoffe: Flüssigkeiten oder Gase
treibende Kraft: Unterschied der Konzentration des Stoffes innerhalb des Betons und in der Umgebung

Beispiele:

Austrocknung des Betons = Ausgleichung der Feuchte im Porensystem des Betons an die rel. Feuchtigkeit der umgebenden Luft
Eindringen von CO2 aus der Luft in den Zementstein
(Eindringen von Chlorid- oder Suflationen in den Beton)

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Transportmechanismen für Flüssigkeiten und Gase in Beton
Permeation: Welche Stoffe werden durch Permeation transportiert? Was ist die treibende Kraft? und was sind Bespiele zum Thema Beton?

Permeation
Stoffe: Flüssigkeiten oder Gase
Treibende Kraft: Druckunterschied auf Außen- Innenseite eines Betonbauteils

Beispiele:
- Durchlässigkeit von Beton gegenüber drückendem Wasser ( Nicht infolge Rissen oder anderer Fehlstellen)

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Transportmechanismen für Flüssigkeiten und Gase in Beton
Kapillares Saugen: Welche Stoffe werden durch Kapillares Saugen transportiert? Was ist die treibende Kraft? und was sind Bespiele zum Thema Beton?

3.Kapillares Saugen
Stoffe: Flüssigkeiten
Treibende Kraft: Oberflächenspannung im trockenen Porensystem des Zementsteins. Die kapillare Wasseraufnahme reduziert diese Oberflächenspannungen.

Beispiele:
- Eindringen vom Chlorid- oder Sulfationen nach dem “Huckepackprinzip”, d.h. in Wasser gelöst.

=> Durchfeuchteter Boden ist gegenüber Gasen praktisch dicht, da die Kapillarporen dann mit Wasser gefüllt sind.

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Was sind die Transportwege im Zementstein? Was sind offene und geschlossene Kapillarporen? Und wodurch wird das Kapillarporenvolumen des Betons bestimmt?

Die Transportwege sind die Kapillarporen im Zementstein.

Dabei ist zwischen durchgehenden, miteinander verbundenen, sog. offenen
Kapillarporen und geschlossenen Kapillarporen zu unterscheiden, die nicht miteinander
verbunden sind. Wenn das Volumen der Kapillarporen weniger als 20 bis 25 % des
Zementsteinvolumens ausmacht, sind die Kapillarporen geschlossen.

Das Kapillarporenvolumen, und damit die Dichtigkeit von Beton gegenüber Flüssigkeiten
und Gasen (und damit die Dauerhaftigkeit des Betons) wird bestimmt durch:
(1) w/z-Wert => Betonzusammensetzung
(2) Hydratationsgrad => Nachbehandlung, Zeit (Prüfalter), Erhärtungstemperatur,
Betonzusammensetzung (langsam oder schnell erhärtend)

Gegenüber reinem Zementstein ist die Porosität von Beton noch größer.
=> Grund: Mikrorisse in der Verbundzone zwischen Gesteinskörnern und Zementstein

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Was ist die Funktion des Wassers im Beton?

Verarbeitungshilfe
Reaktionspartner zur Bildung der Hydratationsprodukte
- Wasser der Menge von ca. 25% des Zementgewichts wird dabei chemisch
gebunden (nicht verdampfbar)
- Wasser der Menge von ca. 15% des Zementgewichts wird physikalisch gebunden
(Zwischenschichtwasser oder Gelwasser in den Poren zwischen den
mikroskopisch kleinen Festpartikeln)

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Warum behandeln wir den Beton nach ?

Die Druckfestigkeit des Betons allein garantiert nicht seine Dauerhaftigkeit.
Der Beton muss ausreichend dicht sein, denn je geringer das Porenvolumen, umso
dichter der Zementstein und umso höher der Widerstand gegen äußere Einflüsse.
=> sorgfältige und ausreichend lange Nachbehandlung erforderlich

Zweck der Nachbehandlung => Schutz des frisch verarbeiteten und jungen Betons vor
● vorzeitigem Austrocknen
● extremen Temperaturen
● schroffen Temperaturwechseln

Schutz gegen vorzeitiges Austrocknen besonders für die Dauerhaftigkeit von
Betonbauteilen und -bauwerken bedeutend
=> Sicherstellung von ausreichender Erhärtung und Dichtigkeit der oberflächennahen
Bereiche (insbes. durch Vermeidung von Frühschwindrissen)

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Bedeutung der Nachbehandlung?

Was sind Folgen des frühen Wasserverlustes vom Beton? und wann trocknet er umso schneller aus?

Folge des frühen Wasserverlustes sind:
● geringe Festigkeit an der Oberfläche
● größere Wasserdurchlässigkeit
● verminderte Witterungsbeständigkeit
● geringe Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe
● Entstehung von Frühschwindrissen
● erhöhte Gefahr später Schwindrissbildung

Beton trocknet umso schneller aus:
● je geringer die relative Luftfeuchte
● je größer die Windgeschwindigkeiten
● je größer der Temperaturunterschied zwischen Beton- und Außentemperatur

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Bedeutung der Nachbehandlung

Von was hängt die Austrocknungsgeschwindigkeit ab? und was ist das Ziel der Nachbehandlung?

Austrocknungsgeschwindigkeit hängt ab von
● Lufttemperatur (Umgebungstemperatur) 
● Betontemperatur 
● Relative Luftfeuchte 
● Windgeschwindigkeit

Ziel der Nachbehandlung
● Schutz vor Austrocknung
● Vermeidung von Frühschwindrissen

Nach was richtet sich die Dauer der Nachbehandlung? und was für Vorgehensweisen der Nachbehandlung gibt es und was ist das übliche Verfahren für das Feuchthalten des Betons?

Dauer der Nachbehandlung richtet sich nach der Festigkeitsentwicklung des
Betons und den Umgebungsbedingungen.

Grundsätzlich gibt es zwei Vorgehensweisen

(1) wasserhaltende Maßnahmen
(2) wasserzuführende Maßnahmen

Übliche Verfahren für das Feuchthalten des Betons sind:
● Belassen in der Schalung → (1)
● Abdecken mit Folie → (1)
● Aufsprühen von flüssigen Nachbehandlungsmitteln, sog. „Curing“ → (1)
● Aufbringen wasserhaltender Abdeckungen → (1)
● kontinuierliches Besprühen mit Wasser → (2)

Bearbeiten

Was sind die Regelungen gem. DIN 1045-2 (Abs.7.2)?

● maßgebend das Festigkeitsverhältnis der mittleren Druckfestigkeit nach 2 Tagen (f cm,2)
zur mittleren Druckfestigkeit nach 28 Tagen (fcm,28)

Erfolgt der Nachweis der Festigkeit bei besonderen Anwendungen zu einem späteren
Zeitpunkt gilt

● das Festigkeitsverhältnis der mittleren Druckfestigkeit nach 2 Tagen (fcm,2)
zur mittleren Druckfestigkeit zu entsprechenden Zeitpunkt (fcm,dd)
● möglich sind z.B. 56 Tage oder 90 Tage

=> In der Regel ergeben sich durch dieses Vorgehen deutlich längere
Nachbehandlungszeiten (s. DIN 1045-3)

Was ist Passivierung / Depassivierung des Bewehrungsstahls?

● Porenlösung ist dank des Kalziumhydroxyds Ca(OH)2 stark alkalisch (pH ≈ 12.5)
In stark alkalischem Milieu bildet sich auf der Stahloberfläche eine dünne aber dichte
Schutzschicht aus Eisenoxyd aus („Passivschicht“).
Diese verhindert, dass Eisenionen in Lösung gehen (Korrosion).

● Wenn der pH-Wert der Porenlösung unter 9,5 sinkt, geht diese Passivschicht
verloren.
Der Stahl ist an diesen Stellen nicht mehr vor Korrosion geschützt.

● Ein Grund für das Absinken des pH-Werts ist die Karbonatisierung des Zementsteins.
Ein weiterer ist das Eindringen von Chloriden aus Tausalz oder Meerwasser in die
Kapillarporen des Zementsteins bis hin zur Bewehrung.

Was ist Karbonatisierung? Und was sind die Folgen?

Karbonatisierung

● Kalziumhydroxyd Ca(OH)2
im Porenwasser des Zementsteins bindet CO2
aus der
Luft an sich, es entsteht Kalkstein CaCO3
und Wasser.

=> Folgen
● durch den Abbau des Ca(OH)2 Gehalts des Betons sinkt der pH-Wert der
Porenwasserlösung unter 9,5 Passivschicht des Stahls wird zerstört, wenn die
Betondeckung bis zur Stahloberfläche karbonatisiert ist.
● Das in den Kapillarporen neu entstehende CaCO3 (Kalkstein) ist mit ca. 6%
Volumenzunahme verbunden.
Hierdurch Verfeinerung des Porensystems (Poren „wachsen zu“), d.h. die
Betondeckung wird dichter und fester!
Folge: Karbonatisierung kommt in ca. 15 bis 20 mm Tiefe zum Stillstand
● An Rissen oder sonstigen Fehlstellen in der Betondeckung lokal größere
Karbonatisierungstiefe, evtl. bis zur Bewehrung.

Karbonatisierungsgeschwindigkeit und -tiefe

Was sind Einflussparameter und wie groß ist die Karbonatisierungsgeschwindigkeit?

Einflussparameter Geschwindigkeit

große Kapillarporosität, d.h. großer groß, da CO2 (bei entsprechenden
w/z-Wert, schlechte Nachbehandlung Umweltbedingungen) leicht eindringen kann

hoher Zementgehalt klein, da es mehr Ca(OH)2 gibt, welches sich
mit CO2 verbinden muss, ehe pH  9 wird

ständig trockene Luft etwa 0, da Wasser für die chemische Reaktion
nötig
unter Wasser etwa 0, da dann kein CO2 eindringt

hoher CO2-Gehalt der Luft hoch

abwechselnde Durchfeuchtung /
Austrocknung oder rel. hoch
Luftfeuchtigkeit 60…80 %

Berechnung der Karbonatisierungstiefe

Karbonatisierungtiefe tc : tc = k · √ t mit: k = const.
t = Zeit

Bestimmung der Konstanten k

gegeben: Betonalter tb k= tc/Wurzel tb
gemessen: Karbonatisierungstiefe tc

Abschätzung:
Wann erreicht die Karbonatisierungstiefe die Bewehrung? t= (cü/k)²

Überprüfung der Karbonatisierungstiefe tc
Einsprühen einer frischen Bruchfläche mit 3%-iger Phenolphthaleinlösung
=> Keine Verfärbung = karbonatisierter Beton
=> Färbung rot: = nicht-karbonatisierter Beton

In der Praxis: Bohren und das aus verschiedene Tiefen gewonnene Bohrmehl mit
Phenolphthalein-Lösung besprühen.

Korrosion der Bewehrung

Was passiert wenn der
I Beton trocken ist,
II Beton unter Wasser ist oder
III Beton feucht ist ?

Korrosion der Bewehrung

I Beton trocken
hoher elektrischer Widerstand (kein Elektrolyt)
=> keine Korrosion, selbst wenn Passivschicht zerstört ist und Sauerstoff Zugang
zur Bewehrung hat

II Beton unter Wasser
kein (bzw. kaum) Sauerstoff vorhanden
=> keine (kaum) Korrosion, selbst wenn elektrischer Widerstand klein
(Elektrolyt vorhanden) und wenn Passivschicht zerstört ist

III gefährlich
abwechselnde Durchfeuchtung und Austrocknung, oder rel. Luftfeuchtigkeit zwischen
ca. 60 … 80%, denn dann können zumindest zeitweise alle drei Voraussetzungen für
Korrosion gleichzeitig auftreten.

Korrosion der Bewehrung

Was sind die Drei Voraussetzungen, damit Stahlkorrosion in Beton ablaufen kann?

(1) Passivschicht durch Karbonatisierung der Betondeckung bis zur
Stahloberfläche oder lokal durch eingedrungene Chloridionen zerstört

(2) elektrischer Widerstand des Betons durch hohen Feuchtegehalt stark
reduziert, d.h. Porenlösung stellt einen Elektrolyt dar

(3) Sauerstoff kann in ausreichender Menge zum Bewehrungsstahl
vordringen

Bewehrungskorrosion durch Chloride

Was sind notwendige Voraussetzungen an der Bewehrung?

Chlorid-Ionen
Feuchtigkeit
Voraussetzungen zur Einstellungen des “Lochfraß”-Potentials
Sauerstoff

Anforderungen an den Beton bei Expositionsklassen
der Gruppe „Bewehrungskorrosion“

Was ist erforderlich um die Bewehrung vor Korrosion zu schützen?

Frage anders stellen

Um die Dauerhaftigkeit von Stahlbeton zu gewährleisten muss Korrosion der
Bewehrung verhindert werden.

Dies geschieht durch eine genügend dicke Überdeckung und eine genügende
Dichtigkeit des Betons an der Oberfläche des Bauteils.

DIN EN 1992 inkl. NAD legt daher Mindestanforderungen an die Überdeckung und
an die Betonzusammensetzung fest, und zwar abhängig vom Gefährdungsgrad der
Bewehrung durch Umwelteinflüsse.

Diese werden durch Expositionsklassen dargestellt.

Was sind Mindestanforderungen an die Betonzusammensetzung?

● 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)

Betonangriff durch Frost bzw. Frost + Taumittel

Frostschäden an Beton sind zwei Ursachen möglich. Welche?

Schwachpunkt der Gesteinskörnung => Abplatzung über Gesteinskörnung, Gesteinskorn wird sichtbar

2 Schwachpunkt Zementstein => Abplatzungen im Zementstein plattig, flächig

Frostangriff auf Zementstein. Was passiert?

Frostangriff auf Zementstein

● Zementstein hat Kapillarporen, welche teilweise oder völlig mit Wasser gefüllt sind.

● nur ein Teil des Porenwassers kann gefrieren (gefrierfähige Wassermenge), wobei
zunächst das Wasser in den gröberen Poren gefriert. Das Wasser in den feineren Poren
gefriert erst später, bei zunehmend tieferen Temperaturen.
=> es gibt also stets gleichzeitig Wasser und Eis im Porensystem

● gefrierendes Wasser: ca. 9% Volumenvergrößerung

● durch Volumenvergrößerung der Eiskristalle in den groben Poren wird Kapillarwasser
verdrängt.
Wenn das verdrängte Wasser nicht in leeren Poren aufgenommen werden kann, oder
wenn der Druckausgleich nicht schnell genug erfolgt (feine Poren = langsame
Strömungsgeschwindigkeit!), baut sich in den feinen Poren ein hydraulischer Druck auf.
→ Folge: innere Gefügezerstörung (Sprengwirkung)

Frostempfindlichkeit ist abhängig von ?

● Grad der Durchfeuchtung
● Größe und Beschaffenheit des Kapillarraums (Verteilung der Porengrößen)
● Häufigkeit der Frost-Tauwechsel => Abkühlgeschwindigkeit

Betonangriff durch Frost bzw. Frost + Taumittel

Bei zusätzlichem Angriff durch Taumittel wird der Schädigungsgrad erhöht.
Was sind einige Gründe dafür?

Einige Gründe hierfür:

● Gefrierpunktserniedrigung der Porenwasserlösung. Dadurch gefriert das Wasser in
den gröberen Poren bei ähnlich tiefen Temperaturen wie das Wasser in den feinen
Poren.
=> Ausgleich des Eisdrucks weniger schnell als bei reiner Frosteinwirkung.

● Salzlösung dringt leichter in das Porensystem ein als Wasser, dadurch größere
Wassersättigung der Poren.

● die gefrierfähige Wassermenge ist bei Einwirkung einer Salzlösung größer als bei
Wasser.

● Salzlösung hat im Vergleich zu Wasser eine geringere Neigung, sich zu bereits
gebildetem Eis (z.B. in den groben Poren) hinzuziehen.
=> weniger ausgeprägte Entwässerung der feinen Poren

● Taumittel entzieht dem Beton Schmelzwärme, dadurch schnellere Abkühlung.

Die Wirkung von LP-Mitteln

Was ist die Wirkung von definierten, kugeligen, künstlich erzeugten Luftporen?

Die Wirkung von LP-Mitteln
Wirkung von definierten, kugeligen, künstlich erzeugten Luftporen

● unter bestimmten Bedingungen (Größe, Form, Verteilung im Gefüge) bilden künstlich
erzeugte kugelige Luftporen mit Durchmesser 0,02 … 0,3 mm ein Ausgleichs-
volumen zur Aufnahme des durch Eisdruck verdrängten Porenwassers.

● Diese künstlichen Luftporen sind selbst nicht mit Wasser gefüllt, weisen aber einen
Wasserfilm auf ihrer Wandung auf, welcher zuerst gefriert.

● Begünstigt wird die Wirkung der künstlichen Luftporen (zumindest bei Abwesenheit
von Taumitteln) durch die Eigenschaft des Wassers, sich zu bereits gebildetem Eis
(also Wandung der LP) hin zu ziehen. Dadurch werden die feinen Poren
entwässert.

● Die künstlichen Luftporen unterbrechen die Kapillarporen, wodurch ihre kapillare
Saugkraft stark herabgesetzt wird.
=> geringere Wassersättigung des Porensystems

Die Wirkung von LP-Mitteln

LP-Bildung wird begünstigt und vermindert durch?

Die Wirkung von LP-Mitteln

LP-Bildung wird begünstigt durch 
● hohen Anteil an Körnung 0,25 bis 1,0 mm in der Gesteinskörnung 
● hohen w/z-Wert 
● schnell laufenden Mischer 
● niedrige Frischbetontemperatur 
● langes Mischen

LP-Bildung wird vermindert durch
● hohen Anteil an Körnung 0 bis 0,25 mm in der Gesteinskörnung
● hohen Zementgehalt (→ niedriger w/z-Wert)
● hohe Frischbetontemperatur
● Pumpbeton

Betonangreifende Stoffe und ihre Wirkung

Welche Stoffe können den Beton angreifen?

(1) Wässer und Böden können Beton angreifen, wenn sie …
- freie Säuren,
- Sulfide oder Sulfate,
- Magnesiumsalze,
- Ammoniumsalze oder
- bestimmte organische Verbindungen (Öle, Fette, etc.) enthalten.

(2) Wässer können darüber hinaus Beton angreifen, wenn sie besonders weich sind.

(3) Gase können in Verbindung mit Feuchte Beton angreifen, wenn sie …
- Dihydrogensulfid (Schwefelwasserstoff),
- Schwefeldioxid oder
- Hydrogenchlorid (Chlorwasserstoff) enthalten.

Anforderungen an den Beton bei Expositionsklassen der Gruppe „Betonangriff“

Was sind Sonderregelungen bei massigen Bauteilen (Dicke > 0,80m)?

Anforderungen an den Beton bei Expositionsklassen der Gruppe „Betonangriff“
Sonderregelungen bei massigen Bauteilen (Dicke > 0,80m):

bei XF2 ohne künstliche Luftporen: ≥ C 30/37 statt C 35/45
min z = 300 kg/m³ statt 320 kg/m³

bei XD2 und XD3: min z = 300 kg/m³ statt 320 kg/m³

bei XD2 und XD3 (*) : ≥ C 30/37 statt C 35/45, trotzdem bei LP-Beton
eine Festigkeitsklasse tiefer (also C 25/30)

(*) nur bei Verwendung von CEM I I/B-V, CEM III/A oder CEM III/B bzw.
bei Verwendung anderer zulässiger Zemente mit mindestens 20% Flugasche
bezogen auf (z+f)
=> DAfStb-Richtlinie „Massige Bauteile aus Beton“

Weitere Anforderung: Begrenzung des Mehlkorngehalts

Was ist die Rolle des Mehlkorns im Beton?

Die Rolle des Mehlkorns im Beton
● Als Mehlkorn wird derjenige Teil der Gesteinskörnung (sowie Zement und ggf.
Zusatzstoffen) bezeichnet dessen Korndurchmesser ≤ 0,125 mm liegt.
Natürlich gerundetes Kiessandmaterial sollte einen Mehlkornanteil zwischen 3 und
8 % aufweisen.

● Für Betone mit besonderen Eigenschaften (insbesondere für Pumpbeton),
Sichtbetone und für Selbstverdichtenden Beton (SVB) wird empfohlen, den
Mehlkornanteil über 350 kg/m³ zu halten.
(Zement wird ebenfalls zum Mehlkorn gezählt.)

● Natursande werden häufig gewaschen.
Deshalb fehlt dem Kiessand oft ein Teil der benötigten Mehlkornmenge.
Sie lässt sich durch Zement, Flugasche oder Gesteinsmehl ergänzen.

Ein optimaler Mehlkorngehalt wirkt sich besonders auf die Frischbeton-
eigenschaften aus.

Erfahrungsgemäß gilt unter anderem:
● mehlfeine Stoffe erhöhen die Schmier filmmenge ohne nennenswerte Er höhung der Anmachwassermenge
● Mehlkorn verbessert die Verarbeit barkeit
● Mehlkorn verbessert das Wasserrückhaltevermögen
● Mehlkorn vermindert die Entmischungs tendenz beim Einbringen und erleichtert das Verdichten.

Ausreichender Mehlkorngehalt ist wichtig für:

Weitere Anforderung: Begrenzung des Mehlkorngehalts
Ausreichender Mehlkorngehalt ist wichtig für:

● dichten Beton 
● Beton mit hohem Wassereindringwiderstand 
● Sichtbeton 
● Pumpbeton 
● dünnwandige, eng bewehrte Bauteile

Allerdings kann in einem Beton auch zu viel Mehlkorn vorhanden sein.
Da sich dadurch der Wasseranspruch des Betons erhöht, verschlechtern sich Beton-
eigenschaften, die vom Wassergehalt abhängen, also bspw. die Druckfestigkeit.

Der Frischbeton wird klebrig oder teigig.
Daher wird nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 der Mehlkorngehalt nach oben begrenzt.

Was ist das Prinzip der Alkali-Kieselsäure-Reaktion?

Prinzip der Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Einige Gesteinskörnungen enthalten 
alkalireaktive Kieselsäure.
Unter bestimmten Voraussetzungen 
kann es zu Reaktionen mit dem im 
Porenwasser gelösten Alkalihydroxid 
des Betons kommen. 
Dabei entsteht ein Alkalisilikat.
Diese Reaktion führt zur Volumen-
vergrößerung mit Schädigungen.

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen
Allgemeines Anforderungen an die Verwendung von Gesteinskörnungen in Beton
nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2

bzgl. Alkali-Kieselsäure-Reaktion

● Vorsichtsmaßnahmen erforderlich bei empfindlich
auf Alkalien reagierender Kieselsäure und Feuchte-
zufuhr ausgesetztem Beton

● Beurteilung und Verwendung der Gesteinskörnungen
nach DAfStb-Richtlinie „AKR“ bei
- schädlichen Mengen alkalilöslicher Kieselsäure
- Verdacht auf mögliche AKR-Reaktion

● Für hochfesten Beton sind ausschließlich hinsichtlich
AKR unbedenkliche Gesteinskörnungen zu verwenden

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen
DAfStb-Richtlinie „AKR“ – Teil 2

Einteilung in drei Klassen: Welche sind das?

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen
DAfStb-Richtlinie „AKR“ – Teil 2
Opalsandstein und Flint
● E I → unbedenklich hinsichtlich AKR
● E II → bedingt brauchbar hinsichtlich AKR
● E III → bedenklich hinsichtlich AKR

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen
DAfStb-Richtlinie „AKR“ – Teil 3

Für was gilt es? und was sind die Klassen?

Maßnahmen zur Vermeidung von Alkali-Kieselsäure Reaktionen
DAfStb-Richtlinie „AKR“ – Teil 3

● gilt nur für gebrochene Gesteinskörnungen

gebrochene Grauwacke, Quarzporphyr (Rhyolith)
gebrochener Kies des Oberrheins (Kiesedelsplitt)
rezyklierte Gesteinskörnungen
importierte gebrochene Gesteinskörnung

● E I-S → unbedenklich hinsichtlich AKR durch die zuvor
genannten gebrochenen Gesteinskörnungen
● E III-S → bedenklich hinsichtlich AKR durch die zuvor
genannten gebrochenen Gesteinskörnungen

Beton nach ZTV-ING

Was ist wichtig zu wissen?

Beton nach ZTV-ING
Besondere Regelungen für Bauwerke nach ZTV-ING – Ingenieurbauwerke
„Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für
Ingenieurbauten (ZTV-ING)“

Aktuelle Ausgabe: 04/2019
→ https://www.bast.de/ 
→ Publikationen → Regelwerke 
→ Ingenieurbau → Baudurchführung 
→ ZTV-ING

● Besteht aus 10 Teilen
● maßgebend bzgl. Betontechnik:
=>Teil 3 „Massivbau“ → Abs. 1 „Beton“

Die ZTV-ING gelten für den Bau und die Erhaltung
von Ingenieurbauwerken nach DIN 1076, jedoch
nicht für Wasserbauwerke wie z.B. Schleusen,
Hebewerke, Wehre und Düker (→ ZTV-W).
In den Teilen werden zusätzliche Anforderungen an
die Herstellung und Verarbeitung von Baustoffen,
Baustoffsystemen und Bauteilen und an die fertige
Leistung festgelegt und an deren Überwachung.

Was ist wichtig beim Pumpbeton über den Mehlkorngehalt zu wissen ?

Mehlkorngehalt

● Mehlkorngehalt (< 0,125 mm) bei gerundetem Kiessandmaterial nicht weniger als
350 kg/m³
● bei gebrochener Gesteinskörnung oder rezykliertem Material (Ausbruch- /
Abbruchmaterial) Erhöhung des Mehlkornanteils um 25 bis 50 kg/m³
● fehlendes Mehlkorn nicht durch Erhöhung des Sandanteils ergänzen, sondern durch
Einsatz von Zusatzstoffen (z.B. Mikorsilika, Flugasche, hydraul. Kalk o.ä.) oder (leichte)
Erhöhung des Zementgehalts

Pumpbeton: Was ist zu beachten?

Pumpbeton
● möglichst Flugasche zugeben
● möglichst < 20% gebrochene Gesteinskörnung
● weniger als 20% Gesteinskörnung im Bereich 2 - 8 mm
● möglichst stetige Sieblinie im Sandbereich
● Konsistenz > F3 bzw. mindestens C3
Bei Einhaltung der unten stehenden Richtwerte für die Zusammensetzung der Betone sind
diese erfahrungsgemäß gut pumpfähig:

Größtkorn 32mm 16mm

Feinstmörtelgehalt <= 0,125mm, Angaben in Litern ca.300 ca.330
Mörtelgehalt <= 2mm, Angaben in Litern ca.530 ca.570
Siebdurchgang bei 2mm, Angabe in % ca. 33 ca. 38
Wasser + Zement + Zusatzstoffe + Gesteinskörner

=> Es sollten aber immer im Vorfeld Pumpversuche durchgeführt werden.

Anforderungen an Beton mit hohem Wassereindringwiderstand: Was ist zu beachten?

Beton mit hohem Wassereindringwiderstand

Anforderungen an Beton mit hohem Wassereindringwiderstand

Für Bauteildicke d ≤ 40 cm => Mindestens gemäß
Expositionsklasse XC 4

Für Bauteildicke d > 40 cm => w / z ≤ 0,70

Anforderungen an Unterwasserbeton für tragende Bauteile: Was ist zu beachten?

Anforderungen an Unterwasserbeton für tragende Bauteile

w/z – Wert 1) w / z ≤ 0,60
bzw. geringer entsprechend der Expositionsklasse

Mindest-Zementgehalt 350 kg / m3
ohne Zugabe von f bei Größtkorn 32 mm

Mindest-Zementgehalt Exp.-Klasse XC1 bis XC3: 240 kg / m3
bei Zugabe von f Sonst: 270 kg / m3 aber stets z+f ≥ 350 kg / m3

Mehlkorngehalt keine obere Begrenzung

Verarbeitbarkeit i.A. weiche Konsistenz. Beton muss beim
Einbringen als zusammenhängende Masse fließen

1) bei Zugabe von Zusatzstoff Typ II (Flugasche) darf statt w/z der äquivalente
Wasser-Bindemittelgehalt w / (z + 0,7 f) gesetzt werden

Beton für Bohrpfähle und Schlitzwände

Anforderungen an Beton für Bohrpfähle und Schlitzwände: Was ist zu beachten?

Beton für Bohrpfähle und Schlitzwände
Anforderungen an Beton für Bohrpfähle und Schlitzwände

w/z-Wert 1) w / z ≤ 0,60
bzw. geringer entsprechend der Expositionsklasse

Mindest-Zementgehalt
ohne Zugabe von f
Grösstkorn 16mm 400 kg / m3
Grösstkorn 32 mm 350 kg / m3

Mindest-Zementgehalt
bei Zugabe von f
Grösstkorn 16mm 300 kg / m3 aber stets z+f ≥ 400 kg / m3
Grösstkorn 32 mm 270 kg / m3 aber stets z+f ≥ 350 kg / m3

Mehlkorngehalt: gemäß Regelung DIN 1045-2
Grösstkorn > 8 mm ≥ 400 kg / m3
Grösstkorn ≤ 8 mm ≥ 450 kg / m3

1) bei Zugabe von Zusatzstoff Typ II (Flugasche) statt w/z → äquivalenter Wasser-Bindemittelgehalt w/(z + 0,7 f)

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Beton nach DIN EN 206/ DIN 1045-2 und Beton für besondere Verwendungszwecke Flashcards

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