Sonderbeton Part I

Question 1

Hochleistungs/Hochfester Beton

Eigenschaften

Answer 1

• Hohe Früh- und Endfestigkeit (R28d > 60 N/mm²)
• Hoher E-Modul (>40000 N/mm²)
• Gute Verarbeitbarkeit & Pumpbarkeit
• Geringe Durchlässigkeit
• Sehr gute Dauerhaftigkeitseigenschaften
• können nur mit Hilfe moderner zusatzmittel realisiert werden

Question 2

Hochleistungs/Hochfester Beton

Zutaten

Answer 2

• Gesteinskörnung
• Wasser
• Zusatzmittel
• Zement ( + Betonzusatzstoffe)

Question 3

Hochleistungs/Hochfester Beton

Optimales Zusammenspiel zwischen Zement, Zusatzstoff & Zusatzmittel

Zement

Answer 3

• Typische Zementgehalte zwischen 380 - 500 kg/m³
• Zemente mit höheren Festigkeitsklassen >= 42,5 R von Vorteil
• Zement mit niedrigem C3A Gehalt weniger anfällig für Rheologieprobleme

Question 4

Hochleistungs/Hochfester Beton

Optimales Zusammenspiel zwischen Zement, Zusatzstoff & Zusatzmittel

Niedrige w/z Werte um hohe Festigkeiten zu erzielen

Answer 4

Typische w/z Werte zwischen 0,3 und 0,4

Question 5

Hochleistungs/Hochfester Beton

Optimales Zusammenspiel zwischen Zement, Zusatzstoff & Zusatzmittel

Entwicklung von Hochleistungsverflüssigern auf Basis Polycarboxylatether

Answer 5

Einstellung welcher Konsistenz & optimaler Verarbeitbarkeit trotz sehr niedriger w/z Werte

Question 6

Hochleistungs/Hochfester Beton

Optimales Zusammenspiel zwischen Zement, Zusatzstoff & Zusatzmittel

Zugabe reaktiver Zusatzstoffe für Hochleistungsbetone

Answer 6

• Verwendung von Mikrosilika /< 11% Zugabe von Gesamtbindemittel) zur Erhöhung der Festigkeit (Beschleunigt: Zementhydratation und bildet zusätzlich C-S-H Phasen durch puzzolabische reaktion mit Ca(OH)2 -> dichteres Betongefüge & höhere Festigkeit)
• Zugabe von Flugasche für verbesserte Pumpbarkeit, niedrigere Hydratationswärme etc.

Question 7

Mikrostruktur von Hochleistungsbetonen

Je mehr Zement umso besser?

Answer 7

Autogenes Schwinden infolge von “Selbstaustrocknung” bei zu hohen Zementgehalt kann zu signifikanten Problemen führen

Question 8

Hochleistungsbeton

Anwendung

Hochbau

Answer 8

• Effizientere Ausnutzung der Grundfläche
• neue konstruktive & gestalterische Lösung
• Schnelleres Bauen

Question 9

Hochleistungsbeton

Anwendung

Brückenbau

Answer 9

• Längere Nutzungsdauer & geringere Instandhaltungskosten
• größere Spannweiten
• Schlankere Bauweisen

Question 10

Hochleistungsbeton

Anwendung

Straßenbau

Answer 10

• Kürzere Sperrfristen
• Geringere Dicken
• Geringere Instandhaltungskosten
• Sanierung

Question 11

Zwangspannungen infolge Hydratationswärme

Innerer Zwang

Zugzone

Answer 11

Positive Zugspannung

Question 12

Zwangspannungen infolge Hydratationswärme

Innerer Zwang

Druckzone

Answer 12

Negative Druckspannung

Question 13

Zwangspannungen infolge Hydratationswärme

Äußerer Zwang

Answer 13

Hydratisiert -> Temperatur steigen

Gefüge dehnt sich aus -> wird von außen unter Druck gesetzt (Druckspannungen)

Maximale Festigkeit -> maximale Hydratation

Hydratationsreaktionen flachen ab -> Abkühlung

Zieht sich zusammen -> Zugspannungen

Question 14

Zwangspannungen infolge Hydratationswärme

Risse entstehen:

Answer 14

• Bei Vorhandensein von Verformungsbehinderungen

* Wenn innere & äußere Zwangsspannungen größer als Zugfestigkeit des Betons sind

Question 15

Maßnahmen

Konstruktive

Answer 15

Rissbreitenbegrenzung durch Bewehrung, zwangarme Lagerung, zwangreduzierende Anordnung von Fugen, Vorspannung; -> Verminderung der Zugspannungsbelastung des Betons

Question 16

Maßnahmen

Betontechnische

Answer 16

Betonzusammensetzung, Zement, Betonzusätze, Gesteinskörnung, frischbetontemperatur
-> Verminderung der Hydratationswärmeentwicklung

Question 17

Maßnahmen

bei der Bauausführung

Answer 17

Arbeitsvorbereitung, Betonierplanung, Steuerung des Wärmeabflusses -> Verhindern unnötiger Zwangsspannungen infolge unsachgemäßer Ausführung

Question 18

Typische Betontechnologische Anforderungen an Massenbeton

Einhaltung relativer maximaler deltaT

Answer 18

max deltaT <= 15k

Vermeidet Rissbildung

Question 19

Typische Betontechnologische Anforderungen an Massenbeton

Einhaltung von absoluten Maximaltemperaturen Tmax im f
Frisch-und Festbeton

Answer 19

• Friischbeton Tmax,frisch <= ~25°C
• Festbeton Tmax,fest <= ~ 60-65°C

Vermeidung von Dauerhaftigkeitsproblemen durch späte Ettringitbildung (DEF)

Question 20

Betontechnologische Maßnahmen zur Optimierung von Massenbeton

Betonzusammensetzung

Answer 20

• Verwendung von Zementen mit niedriger Hydratationswärme (LH-Zemente)
• Begrenzung des Zementgehaltes & Substitution von Zement durch Zusatzstoffe z.B. Steinkohleflugasche
• Verwendung von Gesteinskörnungen mit niedriger Temperaturdehnzahl
• Evtl. Einsatz von verzögerer

So wenig Zement wie nötig

Question 21

Betontechnologische Maßnahmen zur Optimierung von Massenbeton

Absenken der Frischbetontemperatur

Answer 21

• Berieselung der Gesteinskörnungen mit Kaltwasser unter Ausnutzung der Verdunstungskälte
• Verwendung von Frischwasser (kein Restwasser)
• Beschattung der Lagereinrichtungen
• Betonieren während der Nachtstunden
• Substitution des Wassers durch Eis
• Stickstoffkühlung des Betons

So kühl wie möglich

Question 22

Bauausführung

Answer 22

• Herstellung von großformatigen Probekörpern im Vorfeld (möglichst mit Temperatursensoren)
• Einhaltung von Betonierabschnitten (auf ordnungsgemäße Fugenausbildung & entsprechende Abdichtung -bzw. Verbundmassnahmen zwischen den Abschnitten achten
• Verwendung von dämmenden Schalung zur Minimierung von deltaT (Vorsicht Tmaxgrößer!)
• Verwendung von Verzögerern & Frisch-inFrisch Betonage zu ermöglichen (-> Vermeidung von ungewollten Betonierfugen)
• Ordnungsgemäße Nachbehandlung
•