Festbeton Flashcards
Definieren Sie Gelporen.
- entstehen bei der Hydration von Zement
- stellen die Zwischenräume zwischen den Hydrationsprodukten dar
- es liegt physikalisch gebundenes Wasser vor (24%)
- w/z-Wert > 0,42: Vollständig wassergefüllt
Definieren Sie Kapillarporen.
- werden gebildet durch Wasser, welches bei der Hydration von Zement nicht chemisch oder physikalisch gebunden werden kann (Überschusswasser)
- System feiner, oft zusammenhängender Poren
- gefüllt ab einem w/z-Wert > 0,42 oder bei nicht vollständiger Hydration
- Schwinden von Beton führt auch bei kleineren w/z-Werten zu gefüllten Kapillarporen
Definieren Sie Mikro-Luftporen.
- werden dem Beton künstlich durch bestimmte Zusatzmittel (z.B. Luftporenbildner zugeführt
- dienen dem Widerstand gegen die Frostbeanspruchung
- im Normalfall nicht mit Wasser gefüllt
Welche Bedeutung hat der Mehlkorngehalt für den Festbeton?
- erhöht den Wasseranspruch: Konsistenz muss durch Zugabe von Fließmitteln eingestellt werden
- höhere Sedimentationsstabilität der groben Gesteinskörnung
- beim Pumpen ist ein gewisser Mehlkorngehalt erforderlich
Aus welchen Bestandteilen besteht der Zementleim/-stein?
- Stoffraumteilen von Zement
- Luftporen
- Wasser
In welcher Größenordnung liegt der E-Modul von Zement?
10.000 - 25.000 N/mm²
Welche Formen werden in der Praxis als Prüfkörper verwendet?
- Zylinder mit d = 150mm
- Würfel mit Kantenlänge = 150mm
Welche Partikel- bzw. Porenarten sind unter einem Auf- bzw. Durchlichtmikroskop zu erkennen?
- Kies
- Luft- und Verdichtungsporen
- Zement
- Sand
Welche Vorteile hat der Zylinder als Prüfkörper?
- geringere Querdehnungsbehinderung
- gleichmäßige Verformung über den Querschnitt
Welches Betonzusatzmittel hat Auswirkungen auf den Festbeton?
Luftporenbildner
Welcher Bestandteil des Betons hat den größten Einfluss auf dessen E-Modul?
Gesteinskörnung
Welches Betonalter wird für die Abgabe der Betondruckfestigkeit und somit der Festigkeitsklasse gewählt?
28 Tage
Wie viel Prozent der Zementmasse insgesamt machen chemisch ungebundenes Wasser und Gelwasser bei völliger Hydratation aus?
42%
Welches Maß gilt als das der Vollständigkeit der Reaktion von Zement?
Hydrationsgrad
Ist die Aussage wahr?
Die Betondruckfestigkeit von quarzitischer/silikatischer Gesteinskörnung ist niedriger als die von Basalt
Ja
Ist die Aussage wahr?
Die Porosität eines Werkstoffs hat großen Einfluss auf seine Festifkeit.
Ja
Bei der Prüfung mit dem Rückprallhammer wird der Rückprall eines Schlagbolzens gemessen und somit aus dem ________________ Verhalten des Betons im Bereich von wenigen Zentimetern ein Rückschluss auf die Betondruckfestigkeit gezogen.
elastischen
Welche Auswirkungen haben die Eigenschaften auf die Zementsteindruckfestigkeit?
Gehalt nicht hydratisierten Zements: kein Einfluss
Sinkender w/z-Wert: steigt
Steigender Luftporengehalt: sinkt
Die Nachbehandlung von Beton beinhaltet auch den Schutz vor schädigenden Einflüssen im jungen Betonalter.
Weisen Sie den schädigenden Einflüssen eine mögliche Beeinflussung zu.
Starker Wind (Austrocknung): Absanden
Strömendes Wasser: Auswaschung
Größere Temperaturunterschiede zwischen Betonkern und Außenschicht: Bildung von Rissen
Erschütterungen: Schädigung des Betongefüges
Was versteht man unter Kriechen?
Zeitabhängige Verformungszunahme unter andauernden Spannungen
Ist die Aussage wahr?
Bei höheren Temperaturen fällt der E-Modul im Gegensatz zu Druckfestigkeit vorm Anfang der Erwärmung an stark ab, was zu großen Verformungen bei Bränden führen kann ( -300°C bis zu 50%)
Ja
Ist die Aussage wahr?
Bei sehr niedrigen Temperaturen (unter -100°C) steigt der E-Modul von feuchtem und trockenen Boden bis zu 80% an.
Nein
Ist die Aussage wahr?
Bei wärmebehandeltem Beton ist der E-Modul um 20% größer als bei normal erhärteten Beton gleicher Festigkeit.
Nein
Ist die Aussage wahr?
Der E-Modul bei Zugbeanspruchung kann dem der Druckbeanspruchung gleichgesetzt werden
Ja
Was versteht man unter Relaxation?
Zeitabhängiger Spannungsabbau bei dauernder konstanter Dehnung von einer Ausgangsspannung bis zu einer Entspannung
Welche Eigenschaften erhöhen das Kriechen?
- höhere Temperaturen
- größerer w/z-Wert
Was ist der E-Modul von Normalbeton?
27.000 N/mm²
Die Festigkeitsentwicklung eines Betons kann als langsam bezeichnet werden. Darüber hinaus beträgt die Oberflächentemperatur des Betons zwischen 7°C, wobei an zwei Tagen eine Oberflächentemperatur von 3°C gemessen werden.
Geben Sie die Mindestnachbehandlungsdauer in Tagen an.
12
Nennen Sie die beiden Phänomene, die infolge von Wasseraufnahme bzw. -abgabe im Beton auftreten können.
Quellen und Schwinden
Ist die Aussage wahr?
Bei Konstruktionsbeton soll der E-Modul möglichst hoch sein, da eine hohe Festigkeit bei kleinen Verformungen angestrebt wird. Hingegen wird bei den Betonstraßen und Massenbeton ein möglichst geringer E-Modul benötigt, um hohe Spannungen bei Dehnungsbehinderung zu vermeiden.
Ja
Ist die Aussage wahr?
Ein Faktor für Schwinden von Beton ist das große Schwindmaß der Gesteinskrönung, welches bis zu 60% betragen kann.
Nein
Ist die Aussage wahr?
Ein größeres Zement Volumen erhöht das Kriechen.
Ja
Ist die Aussage wahr?
„Frühschwinden“ ist ein vernachlässigterer Effekt, da die minimale Bruchdehnung von jungem Beton mehr als das Zehnfache betragen kann.
Nein
Nennen Sie 2 Maßnahmen, durch die die Zugfestigkeit von Beton ohne zusätzliche Stahlbewehrung bei gleichbleibender Druckfestigkeit erhöht werden kann!
-Verwendung von gebrochener Gesteinskörnung
•Verwendung von (Kunststoff-/Carbon-) Fasern
Bei der Druckfestigkeit von Betonprüfkörpern spielen die Faktoren Prüffeuchte, Probengröße und Schlankheit eine wichtige Rolle. Beschreiben Sie den jeweiligen Einfluss auf die Druckfestigkeit und begründen Sie Ihre Antworten
-Prüffeuchte: Höhere Feuchte des Probekörpers bei der Prüfung führt zu einem leichteren Gleiten der Zementgelpartikel. -niedrigere Druckfestigkeit
•Probengröße: Mit zunehmender Probengröße nimmt die Wahrscheinlichkeit von Fehlstellen zu. -geringere Druckfestigkeit
•Schlankheit: Querdehnungsbehinderung nimmt in der Mitte des Probekörpers bei größererSchlankheit ab. -niedrigere Druckfestigkeit
Nennen Sie 4 Nachbehandlungsverfahren
-Abdecken (Matten, Folien, Planen) & so vor Verdunstung schützen
•Feuchthalten/Besprühen
•Nachbehandlungsfilm
•Beton in nichtsaugender Schalung lassen •Saugende Schalung feuchthalten
Nennen Sie einen Vor-und einen Nachteil zur Prüfung der Druckfestigkeit mit Zylindern im Gegensatz zu Würfeln
-Vorteil: gleichmäßige Verformung über den Querschnitt; geringe Querdehnungsbehinderung
•Nachteil: obere Druckfläche ist nicht glatt und muss nachbearbeitet werden
Zeichnen Sie den Bereich der Querdehnungsbehinderung bei der Druckfestigkeitsprüfung für eine Platte, einen Würfel und einen Zylinder in nachfolgende Zeichnung ein!
Zeichnen Sie den Festigkeitsverlauf eines Betons, hergestellt mit CEM I, und eines Betons, hergestellt mit CEM III, bis zu einem Alter von 56 d! Beide Betone weisen nach 28 d eine Festigkeit von 55 N/mm² auf
Das Elastizitätsmodul wird z. B. im Stahlbetonbau zur Berechnung der Bauwerksverformung benötigt. Geben Sie das Elastizitätsmodul in seiner Größenordnung für einen Beton der Druckfestigkeitsklasse C35/45 an!
30.000 N/mm²
Welche Reife sollte ein Beton mindestens aufweisen, bevor die Nachbehandlung beendet werden kann?
Die Druckfestigkeit des Betons zum Zeitpunkt der Beendigung der Nachbehandlung sollte 50% von fck betragen
Sie haben einen Beton mit einem w/z-Wert von 0,60 hergestellt. Geben Sie die prozentualen Anteile des Zugabewassers an, die nach vollständiger Hydratation chemisch und physikalisch gebunden werden. Wo verbleibt im Beton der restliche Wasseranteil und wie groß ist dieser?
-Chemisch gebundenes Wasser: 40 %
•Physikalisch gebundenes Wasser: 30 %
•Kapillarporen: 30 %
Wodurch wird Hydratationsgrad von Zementstein bestimmt? Nennen Sie 4Einflussgröße!
-Temperatur •Mahlfeinheit des Zements •Alter •Zusatzstoffe •Zementart •w/z-Wert
Warum verringert Zementstein bei der Hydratation sein Volumen?
Die Reaktionsprodukte haben ein kleineres Volumen als die Ausgangsstoffe. Daher kommt es zum chemischen Schwinden
Nachfolgend ist das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Normalbetons unter einer Belastungsgschwindigkeit von 1 ‰ / h gegeben. Zeichnen Sie qualitativ die Spannungs-Dehnungslinien für eine Belastungsgeschwindigkeit von 1 ‰ / min und 1 ‰ / d ein.
Die Betondruckfestigkeit wird an genormten Prüfkörpernin Form von Würfeln bzw. Zylindern bestimmt. Geben Sie die vorgegebenen Abmessungen dieser Prüfkörper an
-Würfel: 150mm Kantenlänge
•Zylinder: 150mm Durchmesser & 300mm Länge
Wie verändert sich die Verformung der Stütze bei gleichbleibender Belastung, wenn statt des Betonsaus a) ein Beton mit einer höheren Druckfestigkeitsklasse eingesetzt wird?
Die Dehnung sinkt, da der E-Modul des Betons steigt
Nennen Sie die drei Bestandteile eines noch nicht vollständig hydratisierten Zementsteins
-Zementgel Vg
•Nicht hydratisierter Zement Vnhz
•Kapillarporen V
Geben Sie jeweils an, welche Festigkeit größer ist und begründen Sie Ihre Entscheidung! Antworten ohne Begründung werden nicht gewertet.
Wie verändert sich das Kriechmaß eines Betons bei der Änderung der folgenden Parameter:
- Die Querschnittsabmessungen eines Bauteils werden verringert
- Eine Gesteinskörnung mit niedrigerem E-Modul wird eingesetzt
- Die Umgebungstemperatur wird um 10 K verringert
- Die Querschnittsabmessungen eines Bauteils werden verringert: Kriechmaß wird größer
- Eine Gesteinskörnung mit niedrigerem E-Modul wird eingesetzt: Kriechmaß wird größer
- Die Umgebungstemperatur wird um 10 K verringert: Kriechmaß sinkt
Sie wollen einen Wert für die Zugfestigkeit von Beton ermitteln, ohne die zentrische Zugfestigkeit messen zu müssen. Nennen Sie 2 Prüfverfahren, mit denen Sie Aussagen über die Zugfestigkeit erhalten können! Skizzieren Sie jeweilsden Spannungsverlauf über den Querschnittdes Prüfkörpers bei Durchführung dieser Messungen
Mit welchem der beiden Verfahren kommt man der zentrischen Zugfestigkeit näher? Begründen Sie ihre Antwort!
- Mit der Spaltzugfestigkeit kann die zentrische Zugfestigkeit besser abgeschätzt werden
- Beim Spaltzugversuch bildet sich eine ausgeprägte Zugzone über nahezu den gesamten Querschnitt aus. Der Spannungsverlauf in der Zugzone ist daher über die Probehöhe in weiten Bereichen gleichmäßig
Der E-Modulwird z.B. im Stahlbetonbau zur Berechnung der Bauwerksverformung benötigt. Geben Sie den ungefähren statischen E-Modul für einen Beton der Druckfestigkeitsklasse C45/55 an!
30.000N/mm^2–40.000N/mm^2
Von welchen 3 Haupteinflussgrößen ist der E-Modul eines Betons abhängig?
-E-Modul der Gesteinskörnung
•E-Modul des Zementsteins
•Zementsteinvolumen
Nennen Sie genau zwei zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit
-Rückprallhammer (Schmidthammer)
•Kugelschlaghammer, Ultraschallprüfgerät
Nennen Sie die vier unterschiedlichen Bestandteile eines Zementsteins nach dem Modell nach Powers. (Keine Abkürzungen)
-Nicht hydratisierter Zement (Vnhz)
•Zementgel (Vg)
•Kapillarporen (wassergefüllt) (Vk)
•Kapillarporen (leer) (Vk(leer))
Ordnen Sie die Bestandteile des Zementsteins den Bereichen im unten stehenden Diagramm zu. Geben Sie ferner an, welcher Parameter auf der horizontalen Achse aufgetragen ist und skalieren Sie die Achse.
Beurteilen Sie in der folgenden Tabelle, wie sich die genannten Maßnahmen auf die ermittelte Druckfestigkeit von Beton auswirken!
Sie haben drei zylindrische Probekörper mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Länge von 300 mm nach DIN EN 12390-3 im Druckversuch geprüft und als Ergebnis die in der folgenden Tabelle angegebenen Höchstlasten und Bruchbilder erhalten. Die Zylinder wurden nach dem Ausschalen für 6 Tage bei einer Temperatur von 20 °C unter Wasser und anschließend bei Laborklima gelagert.
Beurteilen Sie die Bruchbilder. Handelt es sich hierbei um normale oder ungewöhnliche Bruchbilder? Welches oder welche der Bruchbilder lassen sich durch den Begriff der Querdehnungsbehinderung gut erklären? Erläutern Sie kurz den Begriff und den Zusammenhang mit dem oder den entsprechenden Bruchbildern.
•Bei allen drei Bruchbildern handelt es sich um normale Bruchbilder.
•Die Bruchbilder bei Probekörper 1 und 3 lassen sich durch die Querdehnungsbehinderung gut erklären.
-Durch die Auflager oben und unten kommt es in diesem Bereich zu einer Behinderung der Querdehnung. Da sich der Probekörper außerhalb dieses Bereichs ungehindert verformen kann, kommt es auf Grund der dort entstehenden Querzugspannungen zu einem Versagen im nicht querdehnungsbehinderten Bereich und folglich zu einem „sanduhrförmigen“ Bruchbild.
•(Bei Probekörper 2 ist zu erkennen, dass die Längsrisse nicht über die vollständige Höhe des Probekörpers verlaufen, sondern lediglich über den nicht querdehnungsbehinderten Bereich).
Nennen Sie genau 3 Porenarten in einem verdichteten Beton mit einem w/z-Wert von 0,5 und beschreiben Sie, wodurch diese entstehen und ob diese bei einer Lagerung des Betons bei 20 °C und 65 % rel. Feuchte Wasser enthalten.
- Gelporen:entstehen bei der Hydratation von Zement &stellen die Zwischenräume zwischen den Hydratationsprodukten dar. In den Gelporen liegt physikalisch gebundenes Wasser vor (24 %). Bei w/z-Werten über 0,42 sind sie immer vollständig wassergefüllt.
- Kapillarporen: Wasser, welches bei der Hydratation von Zement nicht chemisch oder physikalisch gebunden werden kann (Überschusswasser), bildet Kapillarporen. Es ergibt sich ein System feiner, oft zusammenhängender Poren. Gefüllte Kapillarporen sind erst ab einem w/z-Wert von 0,42 oder bei nicht vollständiger Hydratation zu erwarten. Durch das Schwinden des Betons sind auch bei kleineren w/z-Werten nicht vollständig gefüllte Kapillarporen zu erwarten.
- (Mikro-)Luftporen: werden dem Beton künstlich durch bestimmte Betonzusatzmittel (z. B. Luftporenbilder) zugeführt und dienen unter anderem dem Widerstand gegenüber Frostbeanspruchung. Sie sind im Normalfall nicht wassergefüllt.
- Verdichtungs-/ Rüttelporen: sind in einem gut verdichteten Beton in einem Volumengehalt von 1-2 % enthalten. Sie entstehen durch eine nicht perfekt abgestimmte Größenabstufung der Ausgangsstoffe und dadurch entstehende Zwickel. Sie sind wie die Luftporen im Normalfall nicht wassergefüllt.
Welche im Beton vorkommende Porenart ist die größte?
Rüttelporen/Verdichtungsporen
Nennen Sie genau 2 lastunabhängige Verformungsarten.
- Wärmedehnung
* Schwinden/Quellen
Nachfolgend ist das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Normalbetons unter einer Belastungsgeschwindigkeit von 1 ‰ / h gegeben. Zeichnen Sie qualitativ die Spannungs-Dehnungslinie für eine Belastungsgeschwindigkeit von 10 ‰ / h ein.
