Festbeton Flashcards
Festbetonzusammensetzung
- Gesteinskörnung (Sand + Kies): 60-80%
- Luftporen: 1-2%
Zementstein/- leim
• wassergefüllte Poren: 5%
• Zementhydrate: 20-23%
Qualität des Zementsteins ist abhängig von
- Wasser / Zementwert
- Zementgehalt
- Zementtyp
- Ordnungsgemäßem Einbau des Betons
- ordnungsgemäßer Nachbehandlung des Betons
Erhärteter Zementstein
setzt sich wiederum aus unzähligen Zementhydratphasen zusammen
Portlandit
Schützt Bewehrung vor Korrosion, da pH-Wert hoch ist
Porenverteilung im Beton
- Gelporen “zwischen” den Hydratphasen (hauptsächlich C-S-H) (<= 10nm)
- Kapillarporen innerhalb der Mikrostruktur (>= 10nm)
- Zementhydrate mit chemisch & adsorptiv gebundenem Wasser
- Luftporen >= 0,1 mm
Powers & Brownyard Modell
Hydratationsgrad alpha
wieviel Zement hat mit Wasser reagiert
Powers & Brownyard Modell
chem. Schwinden
Volumen der Ausgangsstoffe > Volumen der Hydratationsprodukte d.h. es entwickelt sich zusätzliche Porosität (luftgefüllt )
Powers & Brownyard Modell
Kapillarwasser
Überschüssige Wasser
Powers & Brownyard Modell
w/z-Wert : 0,42
- 24% des Gesamtwassers chemisch gebunden (-> solids)
- 18% des Gesamtwassers physikalisch gebunden (-> gel water)
- Bei vollständiger Hydratation (alpha = 100%) bleiben keine Kapillarporen zurück
Powers & Brownyard Modell
w/z < 0,42
• Bei vollständiger Hydratation bleibt überschüssiges Kapillarwasser (= Kapillarporen)
Powers & Brownyard Modell
w/z > 0,42
- Es kann keine vollständige Hydratation erzielt werden (Wasser wird aufgebraucht, unreagierter Zement bleibt zurück)
- Die Zementstein-Mikrostruktur enthält keine wassergefüllten Kapillarporen
Festigkeitsverhalten
• Festigkeit eines Materials ist dessen Eigenschaft mechanischen Belastung zu widerstehen
• Festigkeit ist eine wichtige Eigenschaft des Betons, welche normalerweise als Designkriterium & für Qualitätskontrollzwecke angewendet wird
- Im Beton wird Festigkeit normalerweise als Druckfestigkeit oder als Biegezuggfestigkeit gemessen (DIN EN 12390)
Druckfestigkeit: Spannungs-Dehnungsverhalten von Beton
- Intaktes Gefüge (inkl. bestehender Mikrorisse)
- Gefügestörungen “Aufweiten bestehender Mikrorisse”
- Druckversagen bei Fmax
Charakteristische Betonfestigkeit
fc = F,max / A,Prüfkörper
Prüfkörper
Würfel
• 150mm
Vorteile
• glatte geschalte Druckfläche
Prüfkörper
Zylinder
- 150mm Durchmesser
- 300mm Höhe
Vorteile
• gleichmäßige Verformung über den Querschnitt
• geringe Querdehnungsbehinderungen
Lagerung des Prüfkörpers
• Ausschalen nach 24 +- 2h & Lagerung bei 20 +- 2°C
• Entformte Probekörper für 6 Tage bei 20 +- 2°C auf Rosten im Wasserbad oder auf einem Lattenrost in der Feuchtekammer mit > 95 % r.F lagern
• Probekörper im Alter von 7d bis zum Prüftermin bei 20 +- 2°C und 65 +- 5 % r.F. auf einem Lattenrost lagern
• Normalbeton <= C50/60
- f,c,cube = 0,92 * f,c,dry
• Hochfester Beton >= C55/67
- f,c,cube = 0,95 * f,c,dry
Spannungsverteilung in auf Druck beanspruchtem Normalbeton
• Zementstein • höhere Verformungsfähigkeit • Gesteinskörnung • geringere Verformungsfähigkeit • Konzentration Kraftfluss auf Zuschlag \+ Zugspannungsbereich - Druckspannungsbereich
Spannungsverteilung in auf Druck beanspruchtem Normalbeton
• Zementstein • höhere Verformungsfähigkeit • Gesteinskörnung • geringere Verformungsfähigkeit • Konzentration Kraftfluss auf Zuschlag \+ Zugspannungsbereich - Druckspannungsbereich
Typische Bruchbilder
Normalbeton
Bruch innerhalb der Zementsteinmatrix
Typische Bruchbilder
Hochfester Beton “Sprödbruch”
Bruch innerhalb der Gesteinskörnung
Prüfverfahren
Bohrkernprüfung nach DIN EN 12504-1 (Referenzverfahren)
- Prüfung von Bohrkernen (Anzahl n) d = 100 mm oder 150 mm
* d < 100 mm möglich dmin = 50 mm Durchmesser d = Höhe h luftgelagerte Bohrkerne
Prüfverfahren
Rückprallhammer nach DIN EN 12504-2
- Bezugskurven aus Korrelation mit Bohrkern- oder Würfelfestigkeiten
- Bezugstabelle in DIN EN 13791 (ohne Korrelation mit Bohrkernfestigkeiten)
Prüfverfahren
Ausziehkraft nach DIN EN 12504-3
Vorgegebene Bezugskurve, angepasst auf aktuelles Festigkeitsniveau durch Korrelation mit Bohrkernfestigkeiten
Prüfverfahren
Ultraschallgeschwindigkeit nach DIN EN 12504-4
Vorgegebene Bezugskurve, angepasst auf aktuelles Festigkeitsniveau durch Korrelation mit Bohrkernfestigkeiten (>= 9 Wertepaare)
Einfluss der Ausgangsstoffe auf den E-Modul
- E-Modul der Gesteinskörnung
- Volumenverhältnis Gesteinskörnung: Zementstein
- Verbund zwischen Gesteinskörnung & Zementstein
- Festigkeit des Betons
