Der ideale Beton Part II

Question 1

Festbetonzusammensetzung

Answer 1

• 20% - 40% des Betonvolumens = Zementleim/ -stein
• 60% - 80% des Betonvolumens = Gesteinskörnung
• wassergef. Poren: 10% <
• Zementhydrat: 25%

Question 2

Die Qualität des Betons wird massgeblich von der Qualität des Zementsteins
bestimmt

Answer 2

Qualität des Zementsteins ist abhängig von
 Wasser/Zementwert
 Zementgehalt
 Zementtyp
 Ordnungsgemässem Einbau des Betons
 Ordnungsgemässer Nachbehandlung des Betons

Question 3

Hydratationsreaktionen

Calciumsilikate (C3S, C2S)

Formel

Answer 3

C3S, C2S + H2O  C-S-H + Ca(OH)2

Question 4

Hydratationsreaktionen

Calciumsilikate (C3S, C2S)

Wichtig

Answer 4

 C-S-H ist hauptverantwortlich für die
Festigkeitsentwicklung
 Ca(OH)2
ist verantwortlich für einen
hohen pH Wert im Beton welcher die
Bewehrung vor Korrosion schützt

Question 5

Hydratationsreaktionen

Tricalciumaluminat (C3A)

Formel

Answer 5

C3A + H2O + Gips  Ettringit

Question 6

Hydratationsreaktionen

Tricalciumaluminat (C3A)

Wichtig

Answer 6

• C3A ist die reaktivste Klinkerphase
• Die Zugabe von Gips verzögert die
Hydratationsreaktionen des C3A’s
und ermöglicht ein problemloses
Verarbeiten des Betons

Question 7

Powers & Brownyard model

Modelansatz

Für eine vollständige Hydratation wird ein
w/z Wert von 0.42 benötigt

Answer 7

• 24% des Gesamtwassers chemisch
gebunden ( solids)
• 18% des Gesamtwassers physikalisch
gebunden ( gel water)
• Bei vollständiger Hydratation ( =100%)
bleiben keine Kapillarporen zurück

Question 8

Powers & Brownyard model

Modelansatz

w/z > 0,42

Answer 8

• Bei vollständiger Hydratation bleibt
überschüssiges Kapillarwasser
(=Kapillarporen) zurück

Question 9

Powers & Brownyard model

Modelansatz

w/z < 0,42

Answer 9

• Es kann keine vollständige Hydratation
erzielt werden (Wasser wird aufgebraucht,
unreagierter Zement bleibt zurück)
• Die Zementstein-Mikrostruktur enthält keine
wassergefüllten Kapillarporen

Question 10

Hydratationsgrad 

Answer 10

wieviel Zement hat mit Wasser reagiert

Question 11

Chem. Schwinden

Answer 11

Volumen der Ausgangsstoffe > Volumen der Hydratationsprodukte
d.h. es entwickelt sich zusätzliche Porosität (luftgefüllt)

Question 12

Betonzusatzstoffe beeinflussen die Festbetoneigenschaften

Inert

Answer 12

Festeinsmehle (Kalkstein, Quarz)

Klasse nach DIN EN 206-1
• Typ I
Reaktivität
• inaktiv
Anwendung
• Füller (zur Erhöhung des Mehlkornanteils

Question 13

Betonzusatzstoffe beeinflussen die Festbetoneigenschaften

Puzzolanisch

Answer 13

Flugasche, Mikrosilica

Klasse nach DIN EN 206-1
• Typ II
Reaktivität
• Reagiert mit Ca(OH)2 zu festigkeitsbildenden Calcium-Silikat-Hydrat
Anwendung
• • Verbesserung der Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit
• Geringere Hydratationswärme
• Höhere Spätfestigkeit
• geringere Frühfestigkeit (ausser Mikrosilica)

Question 14

Betonzusatzstoffe beeinflussen die Festbetoneigenschaften

Latent hydraulisch

Answer 14

Hüttensandmehl

Klasse nach DIN EN 206-1
• Typ II
Reaktivität
• Reaktiv in Anwesenheit von Wasser
Anwendung
• • Verbesserung der Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit
• Geringere Hydratationswärme
• Höhere Spätfestigkeit
• geringere Frühfestigkeit (ausser Mikrosilica)

Question 15

Begrenzung der Maximalverformungen und -Spannungen

Kriechen und Schwinden

Answer 15

• Minimierung des Zementgehaltes und Erhöhung des Verhältnisses Gesteinskörnung : Zement
• Minimierung des Wassergehaltes (z.B. Verwendung von Fliessmitteln)
• Verwendung von Gesteinskörnungen mit hohem E-Modul
• Verwendung optimaler Sieblinien um Zementsteingehalt zu begrenzen
• Wahl der richtigen Zement- bzw. Zusatzstoffart
 Kriechen und Trocknungsschwinden: Verringerung des Anteils an puzzolanischen bzw. latent hydraulischen
Zusatzstoffen

Question 16

Begrenzung der Maximalverformungen und -Spannungen

Temperaturverformung

Answer 16

• Verwendung von Gesteinskörnungen mit kleinerem Wärmeausdehnungs-koeffizienten (z.B.
Kalkstein)
• Ordnungsgemässe Ausbildung von Dehnungsfugen

Question 17

Begrenzung der Maximalverformungen und -Spannungen

Zwang infolge Hyydratationswärme

Answer 17

• Begrenzung des Zementgehaltes

* Verwendung von Zusatzstoffen z.B. Flugasche oder Hüttensandmehl

Question 18

Je nach Expositionsklasse legt DIN EN 206-1/DIN 1045-2 Anforderungen an
die Betonzusammensetzung fest

Expositionsklassen  direkte Forderung nach Dauerhaftigkeit der Bauteile

Answer 18

Mittlere Nutzungsdauer bei üblichem Instandhaltungsaufwand i.d.R 50 Jahre

Question 19

Je nach Expositionsklasse legt DIN EN 206-1/DIN 1045-2 Anforderungen an
die Betonzusammensetzung fest

Anforderungen an die Betonzusammensetzung

Answer 19

• Zulässige Arten und Klassen von Betonausgangsstoffe
• Mindestzementgehalt
• Max. w/z Werte
• Mindestdruckfestigkeit des Betons
• Mindestluftgehalt des Betons (falls erforderlich)
• Anforderungen an Gesteinskörnungen