Betonzusatzstoffe

Question 1

Wie definieren sich Betonzusatzstoffe (BZS)?

Answer 1

• fein aufgeteilte Zusätze
• beeinflussen bestimmte Betoneigenschaften, z.B.:
  + Verarbeitbarkeit des Frischbetons
  + Festigkeit und Dichtigkeit des Festbetons
  + Fabre des Betons
• Volumenanteile i.d.R. in Stoffraumrechnung zu berücksichtigen (Mehlkorngehalt)
• weitere mögliche Verwendungszwecke:
  + Senkung des Zementgehalts
  + Verringerung des Schwindens
  + Verminderung der Hydratationswärme

Question 2

Benennen Sie Betonzusatzstoffe des Typ I

Answer 2

• Gesteinsmehle nach DIN-EN 12620
• Gesteinsmehle mit allg. bauaufs. Zulassung
• Pigmente nach DIN-EN 12878
• Stahl-, Glas- und Kunststofffasern mit allg.bauaufs. Zulassung
• organische Betonzusatzstoffe mit allg.bauaufs. Zulassung

Question 3

Benennen Sie Betonzusatzstoffe des Typ II

Answer 3

• Flugasche nach DIN-EN 450
• Flugasche mit allg.bauaufs. Zulassung
• Trass nach DIN 51043
• Silikastaub mit allg.bauaufs. Zulassung
• andere mit allg.bauaufs. Zulassung

Question 4

Welche vier verschiedene Reaktionstypen gibt es bei Betonzusatzstoffe?

Answer 4

• hydraulisch
• latent hydraulisch
• puzzolanisch
• inert

Question 5

Wie reagiert ein hydraulischer Betonzusatzstoff und benennen sie einen?!

Answer 5

• Prozess läuft nach Wasserzugabe selbständig ab

- Zement

Question 6

Wie reagiert ein latent hydraulischer Betonzusatzstoff und benennen sie einen?!

Answer 6

• Calciumhydroxid regt den Prozess an, danach selbständig

- Hüttensand

Question 7

Wie reagiert ein puzzolanischer Betonzusatzstoff und benennen sie einen?!

Answer 7

• Calciumhydroxid wird für den Prozessablauf benötigt

- Steinkohlenflugasche, Mikrosilika, Trass

Question 8

Wie reagiert ein inerter Betonzusatzstoff und benennen sie einen?!

Answer 8

• keine Reaktion

- Gesteinsmehl, Farbpigmente

Question 9

Worauf beruht die puzzolanische Reaktion und wie verhält sie sich im Vergleich zur (latent) hydraulischen Reaktion?

Answer 9

• hoher Anteil Kieselsäure (SiO2)
• deutlich langsamer
• setzt deutlich weniger Wärme frei

Question 10

Welche Wirkung haben puzzolanische Zusatzstoffe?

Answer 10

• beeinflussen Erhärtungsverhalten des Betons
• verbessern Kornaufbau im Mehlkornbereich
• erfordern besonders gründliche und verlängerte Nachbehandlung

Question 11

Warum erfordern puzzolanische Zusatzstoffe eine besonders gründliche und verlängerte Nachbehandlung?

Answer 11

• um die teilweise erst im höheren Betonalter einsetzende puzzolanische Erhärtung wirksam werden zu lassen

Question 12

Welche physikalische und chemische Wirkungsweisen hat die Steinkohlenflugasche (SFA) ?

Answer 12

physikalische Wirkung:

• Füllereffekt
• kugelige partikelform –> verringerter Wasseranspruch von Beton (Richtwert 10l/m³ weniger Zugabewasser

chemische Wirkung:
- puzzolanische Reaktion –> erhärtungsfähige Verbindung –> erhöhte Betonfestigkeit –> Verdichtung Porensystem

Question 13

Welche Folgen hat der Einsatz von Steinkohlenflugasche für den Beton?

Answer 13

• dichter
• wasserdichter
• widerstandsfähiger gegen chemische Angriffe
• bessere Verarbeitbarkeit
• geringere Entmischungsneigung
• bessere Pumpfähigkeit
• geringere Frühfestigkeit
• erhöhte Endfestigkeit
• längere Nachbehandlung
• geringere Hydratationswärme –> Zementersatz für massige Bauteile
• wirkt Kalkausblühungen entgegen (Sichtbeton!)

Question 14

Auf welche Zementarten darf Flugasche angerechnet werden?

Answer 14

• Portlandzement (CEM 1)
• Portlandsilikastaubzement (CEM II / A-D)
• Portlandhüttenzement (CEM II / A-S und CEM II / B-S)
• Portlandschieferzement (CEM II / A-T und CEM II / B-T)
• Portlandkalksteinzement (CEM II / A-LL)
• Hochofenzement (CEM III / A und CEM III / B mit bis zu 70m-% Hüttensand)

Question 15

Wie setzt sich der Mehlkorngehalt zusammen?

Answer 15

mk = mkZ + mkF + mkG

mkZ = Zement
mkF = Betonzusatzstoff
mkG = Kornanteil < 0,125mm der Gesteinskörnung

Question 16

Wann dürfen Mehlkorngehalte erhöht werden?

Answer 16

• Wenn Zementgehalt > 350 kg/m³
• Wenn Betonzusatzstoff Typ II = Menge des Stoffes, aber max. 50 kg/m³
• Wenn Größtkorn der Gesteinskörnung 8mm = 50 kg/m³ erhöhen

Question 17

Was ist bei der Verwendung von Mikrosilica als Betonzusatzstoff zu beachten?

Answer 17

• sehr teuer = nur bei Hochleistungsbeton, hochfester Beton
• Suspension mit 50Gew.-% Feststoffgehalt
• zusätzlich zum Zement ( 5-11% von Zementgewicht)
• Anrechenbarkeit auf den w/z-Wert:
  (w/z)eq = w / (z +ks * s)
  mit ks = 1,0
• Mindestzugabemenge:
  (Zement + Mikrosilica) > zmin
• Maximal zulässige Zugabemenge:
  s < 0,11 * z
• Suspensionswasser muss beim (w/z)eq-Wert betrachtet werden

Question 18

Was ist bei der Verarbeitung von Mikrosilica zu beachten?

Answer 18

• hohe Fließmittelzugabe nötig = Verarbeitbarkeit
• gründliche und längere Nachbehandlung = langsamere Festigkeitsentwicklung von Puzzolane (Mikrosilica = Puzzolanart)
• Nachbehandlung besonders früh einsetzen

Question 19

Was sind die Wirkungsweisen von Mikrosilica?

Answer 19

• Bildung von zusätzlichen CSH-ähnlichen Phasen im Porenraum
• Verfeinerung / Reduktion des Kapillarporenraums im Zementstein
• Verbesserung der Verbundzone Zuschlag - Zementstein (Auffüllung Hohlräume)
• Geringere Durchlässigkeit = weniger gefrierbares Wasser

–> Je höher der Silicastaubanteil = höhere Betonfestigkeit

Question 20

Welche konkrete mechanische Eigenschaften werden im MS-Beton (Mikrosilica-Beton) verändert?

Answer 20

• höhere Druckfestigkeit
• höhere Biegezugfestigkeit
• höherer Elastizitätsmodul
• erhöhte Sprödigkeit
• verbesserte Haftfestigkeit (Untergrund, Altbeton, Armierung, etc.)
• Dichtigkeit wird erhöht = Chemische Resistenz steigt

Question 21

Was sind die Anrechnungsregeln für die gleichzeitige Verwendung von Flugasche und Silicastaub?

• Mindestzugabemenge
• Anrechnung auf den w/z-Wert
• Maximalgehalt Silicastaub

Answer 21

Mindestzugabemenge:
(Zement + Flugasche + Silicastaub) > Mindestzementgehalt
( z + f + s) > min z

Anrechnung auf den w/z-Wert:
(w/z)eq = w / (z + 0,4 * fb + 1,0 * sb)

• mit Flugasche fb < 0,33 * z
• mit Silicastaub sb < 0,11 * z

Maximalgehalt Silicastaub:
< 11 M.-% Zementgehalt