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FH Kiel, Eckernförde
Bauingenieurwesen
Sondergebiete der Betonbauweise
WS 2000/01 - SS 2001
Selbstverdichtender Beton (SVB)
Guttack/Peters
Inhaltsverzeichnis
Aufgabenstellung 3
Einführung 5
Voruntersuchungen 6
Selbstverdichtenden Beton (SVB) 10
I. Optimierung des Leims (paste-test) 10
II. Optimierung des Mörtels 13
III. Optimierung des Betons 20
Normalbeton 25
Festbetonuntersuchungen 27
I. Festbetonrohdichte 27
II. Druckfestigkeit 29
III. Dehnungsverhalten 31
IV. optische Oberflächenbeurteilung 33
Schlussfolgerung 34
Literatur 35
Unterschrift 36
2
1. Aufgabenstellung
An selbstverdichtenden Betonen und Normalbetonen sind Untersuchungen zum
Dehnungsverhalten durch Einlagerung von Probekörpern in der Nebelkammer durchzuführen.
Die Eckdaten zur Zusammensetzung der herzustellenden Betone werden vorgegeben. Die
Zementart und die Zusatzstoffe sind zu variieren.
1. Betonzusammensetzungen - Eckdaten Gruppe 1 Zementgehalt: 330 kg/m³
·
w/z-Wert 0,55
Zusatzstoff Flugasche Zement: CEM I 42,5 NA und
CEM I 32,5 mit (1,3_0,1) Na
2
O-Äquivalent
·
Zuschlag: E II-O
+ zusätzlich Normalbeton
Gruppe 2 Zementgehalt: 330 kg/m³
·
w/z-Wert 0,55
Zusatzstoff Gesteinsmehl
Zement: CEM I 42,5 NA und CEM I 32,5 mit (1,3_0,1) Na
2
O-Äquivalent
·
Zuschlag: E II-O
+ zusätzlich Normalbeton
Gruppe 3 Zementgehalt: 400 kg/m³
·
w/z-Wert 0,45
Zusatzstoff Flugasche
Zement: CEM I 42,5 NA und CEM I 32,5 mit (1,3_0,1) Na
2
O-Äquivalent
·
Zuschlag: E II-O - E II-OF
+ zusätzlich Normalbeton
Gruppe 4 Zementgehalt: 400 kg/m³
·
w/z-Wert 0,45
Zusatzstoff Gesteinsmehl
Zement: CEM I 42,5 NA und CEM I 32,5 mit (1,3_0,1) Na
2
O-Äquivalent
·
Zuschlag: E II-O - E II-OF
+ zusätzlich Normalbeton
Gruppe 5 Zementgehalt: 400 kg/m³
·
w/z-Wert 0,45
Zusatzstoff Flugasche und Gesteinsmehl
Zement: CEM I 32,5 mit ca. 1,0 M.-% Na
2
O-Äquivalent
·
Zuschlag: E II-O - E II-OF
3
2. Mörtel- und Frischbetonuntersuchungen
·
Untersuchungen am Leim (Zement-Zusatzstoff-Wasser) zur Bestimmung der relativen
Ausbreitfläche ,,_
P
" und Ermittlung des optimalen ,,_
P
-Wertes" (für die weiteren
Zusatzstoffbrechnung mit dem Faktor 0,81 zu multiplizieren)
·
Mörtelprüfung zur Festlegung der notwendigen Fließmittelmenge relative
Ausbreitfläche / Durchflusszeit / relative Durchflussgeschwindigkeit
·
Frischbeton (SVB) / Frischbetontemperatur / Zugmaß (,,slump-flow-test")
Auslaufzeit (,,V-funnel-test") / LP-Gehalt / Frischbetonrohdichte /
Überprüfung der Selbstnivellierung (,,U-box-Test")
·
Frischbeton (Normalbeton) - Prüfungen nach DIN 1048 / / Frischbetontemperatur /
Ausbreitmaß a
10
/ LP-Gehalt / Frischbetonrohdichte
3. Festbetonuntersuchungen
Außer der Gruppe 5 sind Würfel mit 15 cm Kantenlänge zur Bestimmung der
Festbetonrohdichte und Druckfestigkeit nach 2, 28 und 56 Tagen entsprechend DIN 1048
herzustellen, zu lagern und zu prüfen.
Je Beton sind 3 Balken 10 x 10 x 50 cm sowie ein Würfel mit 20 cm Kantenlänge zur
Bestimmung des Dehnungsverhaltens bei Lagerung in der Nebelkammer (40 °C/ 100 % LF)
herzustellen. Die Prüfung ist in Anlehnung an die Richtlinie des DAfStb ,,Vorbeugende
Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton", Teil 3 der Ausgabe 1997,
Abschnitt 5 vorzunehmen.
4. Auswertung der Ergebnisse
Je Gruppe ist ein Bericht anzufertigen, der sowohl geheftet als auch auf Datenträger (Word
und/oder Excel) abzugeben ist und in dem die Dokumentation aller Ergebnisse einschließlich
Bilder zur Beschreibung der SVB-Frischbetoneigenschaften hervorgehen. Es ist eindeutig zu
kennzeichnen, welche Textabschnitte von welchem Bearbeiter erstellt worden sind.
Die ermittelten Kennwerte der Zuschläge und Betone sind als Anlage beizulegen und
auszuwerten.
Jede Gruppe setzt sich getrennt mit der Literaturübersicht SVB (SCC) auseinander.
Herr Beckmann übernimmt die Koordination der Arbeiten und wertet die Ergebnisse aller
Gruppen aus.
Eckernf örde, den 27.02.2001
gez. Dr.-Ing. Haase
4
2. Einführung:
Selbstverdichtender Beton (SVB) ist ein besonders fließfähiger Beton, der allein unter dem
Einfluss der Schwerkraft fließt, sich entlüftet und weitestgehend selbst nivelliert. Trotz des
hohen Fließvermögens muss er einen hohen Entmischungswiderstand aufweisen. Außerdem
darf er bei engen Bewehrungszwischenräumen nicht blockieren, d.h. der Grobzuschlag darf
nicht an den Bewehrungseisen aufstauen.
Diese Eigenschaften werden vor allem durch den wesentlich erhöhten Mehlkorn- und
Feinststoffanteil im Beton erreicht, der mit Wasser und hochwirksamen Fließmitteln einen
honigartigen Leim bildet, in dem die Grobzuschläge entmischungsfrei schwimmen. Der SVB
ist einerseits sehr weich, andererseits aber auch zähfließend.
Die Festlegung der Zusammensetzung selbstverdichtender Betone erfolgt im Wesentlichen in
drei Stufen.
1. Stufe: Optimierung des Leims (paste-test)
·
Ermittlung der optimalen Zement-Zusatzstoff-Kombination mit möglichst geringem
Wasseranspruch; Ermittlung des optimalen Wasser-Feinststoff-Wertes (W/F-Wert)
über Bestimmung der Konsistenz (Fließmaß = Ausbreitmaß ohne Schocken).
2. Stufe: Optimierung des Mörtels
·
Festlegung des Sandanteils vom Mörtelvolumen; Bestimmung des Fließmittel-Bedarfs
über Viskositäts- und Konsistenzprüfung (Fließmaß)
3. Stufe: Optimierung des Betons
·
Festlegung des Grobkornanteils vom Betonvolumen; Prüfung der Konsistenz mit dem
Slump-Trichter (Fließmaß) sowie der Fließfähigkeit und Selbstnivellierung, z.B. mit
V-Trichter und U-Box.
·
Erste Empfehlungen für den Mischungsentwurf eines SVB wurden von Okamura (Japan)
aufgestellt. Danach soll das Grobzuschlagvolumen 50 % vom Gesamtvolumen der Feststoffe
und das Sandvolumen 40 % vom Mörtelvolumen betragen.
Für SVB gibt es unterschiedliche Empfehlungen hinsichtlich des Größtkorns, z. B. in Japan
20 mm, in Norwegen 24 mm, in Deutschland und Österreich 16 mm.
5
3. Voruntersuchungen
Vorweg müssen folgende Kriterien bestimmt werden:
- Eigenfeuchte des Zuschlages 0/2; 2/8; 8/16
- Rohdichte des Zuschlages 0/2; 2/8; 8/16
- Sieblinie des Zuschlages 0/2; 2/8; 8/16
- Prozentuale Aufteilung des Zuschlages 2/8 in 2/4 und 4/8
- Sieblinienzusammensetzung gemäß Sollsieblinie A/B 16
- Schüttdichte des Zuschlages 4/16
- Bestimmung der Rohdichten des Zementes und des Zusatzstoffes
Eigenfeuchte des Zuschlages 0/2; 2/8; 8/16
Die Eigenfeuchte wurde durch die Differenz des getrockneten zu dem feuchten Zuschlag
ermittelt.
Es ergaben sich folgende Werte:
0/2 2,5 %
2/8 1,8 %
8/16 0,6%
Rohdichte des Zuschlages 0/2: 2/8; 8/16
Die Kornrohdichte wurde durch das Pyknometerverfahren gemäß [2] (S. 32) ermittelt.
Zuschlag 0/2
Pyknometer
Nr. A
Nr. G
m2 [g]
1353,7
1436,9
m1 [g]
729,8
721,7
m2-m1=m3 [g]
623,9
715,2
m4 [g]
2414,4
2465,9
m2 [g]
1353,7
1436,9
m4-m2=m5 [g]
1060,7
1029,0
V [cm³]
1304,4
1302,8
Rohdichte=
[g/cm³)
2,594
2,626
Rohdichte im Mittel [g/cm³]
2,61
2,61
6
Zuschlag 2/8
Pyknometer
Nr. II
Nr. J
m2 [g]
1288,2
1681,1
m1 [g]
788,1
756,3
m2-m1=m3 [g]
500,1
924,8
m4 [g]
2400,1
2662,0
m2 [g]
1288,2
1681,1
m4-m2=m5 [g]
1111,9
980,9
V [cm³]
1311,0
1328,7
Rohdichte=
[g/cm³)
2,5547
2,682
Rohdichte im Mittel [g/cm³]
2,62
2,62
Zuschlag 8/16
Pyknometer
Nr. F
Nr. 5
m2 [g]
1869,7
1763,0
m1 [g]
745,3
747,0
m2-m1=m3 [g]
1124,4
1016,0
m4 [g]
2795,3
2694,4
m2 [g]
1869,7
1763,0
m4-m2=m5 [g]
925,6
931,4
V [cm³]
1360,0
1326,2
Rohdichte=
[g/cm³)
2,61
2,59
Rohdichte im Mittel [g/cm³]
2,60
2,60
m1 Gewicht des Pyknometers mit Schliffaufsatz
m2 Gewicht des Pyknometers mit Probenteil und Aufsatz
m3 Gewicht der Probe
m4 Gewicht des Pyknometers mit Probe, Prüfflüssigkeit und Aufsatz
m5 Gewicht der Prüfflüssigkeit
V Volumen des Pyknometers bis zur Messmarke
In den weiteren Berechnungen wird zur Vereinfachung mit einer Rohdichte des Zuschlages
von 2,61 kg/dm³ gerechnet.
7
Sieblinienanalyse des Zuschlages 0/2; 2/8; 8/16
Die Siebanalysen gemäß [1] (S. 207 ff) der einzelnen Zuschläge ergaben folgende Werte:
Prozentuale Aufteilung des Zuschlages 2/8 in 2/4 und 4/8
Das Aufsieben des Zuschlages 2/8 in 2/4 und in 4/8 und anschließendes wiegen der
Durchgänge bzw. Rückstände ergab folgende Zusammensetzung:
2/4 = 37,99 %
4/8 = 62,01 %
Sieblinienzusammensetzung gemäß Sollsieblinie A/B 16
Gemäß [1] (S. 217 f) wurde die Sieblinienzusammensetzung berechnet.
Durchgang in Masse-% durch die Siebe
Korngruppe
[mm]
Anteil
[%]
0,125
0,25
0,5
1
2
4
8
16
31,5
0/2
29,67
0
6,6
37,7
76,3
92,9
100
100
100
100
2/4
38,17
0
0
0,1
0,1
1,5
49,4
98,5
100
100
4/16
32,16
0
0
0
0
0,1
0,2
9,1
95,2
100
Summe (Ist-Sieblinie)
0
2,0
11,2
22,7
28,2
48,6
70,2
98,5
100
Sollsieblinie
30
70
100
Abweichung _ % vom Soll
-1,8
+0,2
-1,5
8
Schüttdichte des Zuschlages 4/16
Zur Bestimmung der Schüttdichte (max. gepackt) des Grobzuschlags (4/16) wurde
folgendermaßen verfahren:
- Herstellung eines Zuschlaggemisches entsprechend Sieblinie A/B 16
- Einfüllen des Zuschlaggemisches in den mit Aufsatz versehenen LP-Topf
- Einrütteln des Gemisches mit einer Dauer von 3 Minuten
- Entfernen des Aufsatzes
- Einebnen der Oberfläche durch absammeln
- Ermittlung des Nettogewichtes des Zuschlaggemisches durch Differenz des
Gesamtgewichtes und des LP-Topf-Gewichtes und Division desselben durch LP-
Topfvolumen
Heraus kam als Ergebnis eine maximale gepackte Schüttdichte des Grobzuschlages von 1,61
kg/dm³.
9
Bestimmung der Rohdichten des Zementes und des Zusatzstoffes
Folgende Rohdichten wurden uns bekannt gegeben:
Zement CEM I 32,5 = 3,11 kg/dm³
Zement CEM I 42,5 = 3,2 kg/dm³
Zusatzstoff Flugasche= 2,24 kg/dm³
4. Selbstverdichtender Beton (SVB)
I. Optimierung des Leims (paste-test)
Im ersten Schritt der experimentellen Rezepturentwicklung (Leimoptimierung) wird das
theoretische Wasser-/Mehlkornverhältnis mit Hilfe des paste-tests ermittelt, bei dem gerade
alles Wasser durch den Feinstoffgehalt gebunden wird (Wasserrückhaltevermögen für ein
theoretisches Ausbreitmaß von Null). Unter Mehlkorn werden Zement und alle festen
Bestandteile kleiner 0,125 mm verstanden.
Es werden unter Einhaltung des vorgegebenen Wasser-Zement-Wertes je Zement vier
verschiedene volumetrische Verhältnisse im Wasser-Mehlkorn-Verhältnis zu 1,1; 1,2; 1,3 und
1,4 hergestellt.
Mit dem vorgegeben Zementgehalt von 330 kg/m³ Beton, einem w/z-Wert von 0,55 und einer
Flugasche-Rohdichte von 2,24 kg/dm³ ergeben sich folgende Leimzusammensetzungen:
CEM I 32,5 (3,11 kg/dm³):
Verhältnis
Wasser
Zement
Flugasche
Wasser
Zement
Flugasche
[dm³]/[m³ Beton]
[dm³]/[dm³ Leim]
1,1
181,5
106,1
58,90
0,520
0,306
0,170
1,2
181,5
106,1
45,15
0,545
0,319
0,140
1,3
181,5
106,1
33,52
0,565
0,330
0,104
1,4
181,5
106,1
23,54
0,580
0,340
0,076
10
Verhältnis
Wasser
Zement
Flugasche
Wasser
Zement
Flugasche
[kg]/[kg Leim]
[g]/[kg Leim]
1,1
0,281
0,510
0,210
281
510
210
1,2
0,294
0,536
0,169
294
536
169
1,3
0,310
0,560
0,127
310
560
127
1,4
0,320
0,580
0,094
320
580
94
CEM I 42,5 (3,2 kg/dm³):
Verhältnis
Wasser
Zement
Flugasche
Wasser
Zement
Flugasche
[dm³]/[m³ Beton]
[dm³]/[dm³ Leim]
1,1
181,5
103,125
61,875
0,524
0,298
0,179
1,2
181,5
103,125
48,125
0,545
0,310
0,145
1,3
181,5
103,125
36,490
0,565
0,321
0,114
1,4
181,5
103,125
26,518
0,583
0,331
0,085
Verhältnis
Wasser
Zement
Flugasche
Wasser
Zement
Flugasche
[kg]/[kg Leim]
[g]/[kg Leim]
1,1
0,279
0,508
0,213
279
508
213
1,2
0,293
0,533
0,174
293
533
174
1,3
0,306
0,556
0,138
306
556
138
1,4
0,318
0,578
0,104
318
578
104
Die benötigten Mengen an Zement, Wasser und Flugasche wurden nach der vorherigen
Tabelle abgewogen. Anschließend wurde pro Mischung der Zement mit der Flugasche eine
halbe Minute lang trocken vorgemischt. Bevor die gesamte Einzelmischung eine Minute lang
durchmischt wurde, wurde das Wasser über eine halbe Minute hinzugegeben.
11
Nach dem Mischen wurde an jedem Leim das relative Ausbreitmaß bestimmt, um
anschließend die einzusetzende Zusatzstoffmenge aus einem dimensionslosen Diagramms
ablesen zu können.
Für die Untersuchung der Leimsuspension wurden der Prüftrichter und die Acrylglasscheibe
mit Wasser leicht angefeuchtet. Nach dem Befüllen mit Leimsuspension wurde der
Prüftrichter senkrecht in die Höhe gezogen. Um die relevanten Durchmesser zu ermitteln,
wurden je zwei Diametermessungen durchgeführt.
Es ergaben sich folgende Ausbreitmaße und relative Ausbreitflächen:
rel. Ausbreitfläche:
CEM I 32,5
Verhältnis
1. Messung [mm]
2. Messung [mm]
Mittelwert [mm]
relative
Ausbreitfläche
1,1
175
185
180,0
2,24
1,2
215
210
212,5
3,52
1,3
235
230
232,5
4,41
1,4
250
260
255,0
5,50
CEM I 42,5
Verhältnis
1. Messung [mm]
2. Messung [mm]
Mittelwert [mm]
relative
Ausbreitfläche
1,1
180
180
180,0
2,24
1,2
225
210
217,5
3,73
1,3
245
255
250,0
5,25
1,4
> 250
> 250
> 250
-
12
Im Diagramm werden die einzelnen Verhältnis-rel. Ausbreitfläche-Werte eingetragen und
durch eine Trendlinie verbunden. Am Schnittpunkt der Trendlinie mit der y-Achse (x=0) kann
somit der _
p
-Wert abgelesen werden.
Für den CEM I 32,5 ergibt sich ein _
p
-Wert von 0,8845 (gem. Gleichung). Dieser Wert mit
0,81 multipliziert ergibt 0,72.
Für den CEM I 42,5 ergibt sich ein _
p
-Wert von 0,9515 (gem. Gleichung). Dieser Wert mit
0,81 multipliziert ergibt 0,77.
13
II. Optimierung des Mörtels
Auf der Basis des zuvor ermittelten Wasser-/Mehlkornverhältnisses erfolgt im zweiten Schritt
die Mörteloptimierung. Ziel dieser iterativen Laboruntersuchungen ist es, die optimale
Fließmitteldosierung zu finden, bei der ein definiertes relatives Ausbreitmaß und eine
definierte Durchlaufgeschwindigkeit im Trichterversuch (V-Funnel-Test) erreicht werden.
Durch die Zugabe der Feinzuschläge, d. h. aller Zuschlagkörner mit einem Durchmesser _ 4
mm wird aus dem Leim der Mörtel hergestellt. Durch die damit verbundene Vergrößerung der
Gesamtoberfläche aller sich im Mörtel befindlichen Feststoffpartikel erhöht sich der
Wasseranspruch. Dadurch entsteht eine stark verklumpende bis krümelige Masse. Um dieses
Konglomerat wieder in ein fließfähiges Gemisch umzuwandeln, ist der Einsatz von
Fließmitteln unumgänglich.
Zur Bestimmung der Mörtelzusammensetzung muss zunächst ein vorläufiger
Mischungsentwurf (siehe nächsten Seiten) entworfen werden.
Es werden mehrere Mörtelversuche je Zementart durchgeführt. Der Mischvorgang wird wie
in [3] wie folgt beschrieben durchgeführt:
- abgewogene Mengen an Wasser, Zement und Flugasche im Mischer 30 Sek. mischen
- danach über 30 Sek. Feinzuschlag zugeben
- danach 30 Sek. mischen
- danach über 30 Sek. abgewogene Menge an Fließmittel zugeben
- danach 30 Sek. händisch durchmischen
- danach mit Mischer durchmengen
Sofort am Anschluss des Mischens wird zur Ermittlung der relativen
Durchflussgeschwindigkeit der ,,mortar-funnel-test" wie in [3] beschrieben durchgeführt.
Die Innenseiten des Mörtelprüftrichter und der Auslaufbereich wurde vor der
Mörteluntersuchung mit Wasser befeuchtet. Der Mörteltrichter wird bei geschlossenem
Auslauf bis zum Rand mit Mörtel gefüllt und nach Öffnen des Schiebers die Durchflusszeit t
m
gemessen. Nach jedem Prüfdurchgang wurde der Prüftrichter, der Auslauf sowie der Schieber
mit Wasser gereinigt.
Eine Durchflusszeit t
m
von 9 bis 11 Sekunden, sowie eine rel. Durchflusszeit R
m
von 1 sollen
erreicht werden.
Liegt die rel. Durchflusszeit unter der genannten Grenze, so muss mehr FM zugegeben
werden.
14
Erst wenn die relative Durchflusszeit etwa 1 beträgt, können wir den ,,paste-test" mit dem
Mörtel durchführen. Es soll eine relative Ausbreitfläche
von ~5 erreicht werden. Bis zur
Erreichung dieser beiden Kriterien wird der FM-Gehalt entweder gesenkt oder erhöht. Jedoch
muss die Mischung stets neu angerührt werden. Nachdosieren ist nicht erlaubt!
Ggf. muss die FM-Art oder der Zement ausgetauscht werden.
Mischungsentwurf für 1 m³ Beton mit CEM I 32,5
1. Festlegung des Luftgehaltes im Beton
A = 2 % entspricht 20 dm³
2. Bestimmung einer geeigneten Sieblinie
0/2 = 30%
2/8 = 40 %
8/16 = 30%
3. Aufteilung der Korngruppe 2/8 in Grobzuschlag und Feinzuschlag
2/4 = 37,99 %
4/8 = 62,01 %
4. Bestimmung der Schüttdichte (max. gepackt) des Grobzuschlages (4/16)
max. gepackte Schüttdichte = 1,61 kg/dm³
5. Bestimmung der vorläufigen Masse des gepackten Zuschlags M
grob, vorl.
Festanteil an Grobzuschlag im Beton; 4 mm < D < 16 mm (50 % vom SVB-
Volumen)
6. Bestimmung der Rohdichte des Zuschlags
7. Bestimmung des vorläufigen Grobzuschlagvolumens ,,V
grob
"
15
8. Vorläufiger Anteil an Feinzuschlag; 0,125 mm
< D < 4 mm (40 % vom Mörtelvolumen)
9. Bestimmung der vorläufigen Masse des Feinzuschlags
10. Festlegung des Zementgehaltes ,,Z"
11. Bestimmung des Zementvolumens ,,V
Cem
"
12. Festlegung des w/z-Wert ,,_"
_ = 0,55
13. Bestimmung des vorläufigen Wassergehaltes ,,W
vorl.
"
14. Bestimmung des Betonzusatzstoffvolumens ,,V
Zusatzstoff, vorl.
"
15. Bestimmung des aufzuteilenden Leimrestvolumens ,,V
Rest
"
16
16. Bestimmung des endgültigen Grobzuschlages ,,V
Grob
"
17. Bestimmung des endgültigen Feinzuschlages ,,V
Fein
"
Es wurden für den Mörtel mit CEM I 32,5 folgende
Mischungen (à = 1,5 dm³) angefertigt und folgende Ergebnisse gemessen:
CEM 32,5
FM = 0,5 M.-% auf Zement
FM = 0,8 M.-% auf Zement
Wasser [g]
394
394
Zement [g]
714,7
714,7
Zusatzstoff [g]
712,3
712,3
Zuschlag 0/2 [g]
966,3
966,3
Zuschlag 2/4 [g]
489,9
489,9
FM [g]
3,6
5,7
1. Ausbreitmaß [mm]
170
260
2. Ausbreitmaß [mm]
180
260
mittleres Ausbreitmaß [mm]
175
260
rel. Ausbreitfläche
2,06
5,76
Durchflusszeit [Sek.] tm
27
11
rel. Durchflussgeschwindigkeit Rm
0,37
0,91
maßgebende Mischung
Mischungsentwurf für 1 m³ Beton mit CEM I 42,5
17
1. Festlegung des Luftgehaltes im Beton
A = 2 % entspricht 20 dm³
2. Bestimmung einer geeigneten Sieblinie
0/2 = 30%
2/8 = 40 %
8/16 = 30%
3. Aufteilung der Korngruppe 2/8 in Grobzuschlag und Feinzuschlag
2/4 = 37,99 %
4/8 = 62,01 %
4. Bestimmung der Schüttdichte (max. gepackt) des Grobzuschlages (4/16)
max. gepackte Schüttdichte = 1,61 kg/dm³
5. Bestimmung der vorläufigen Masse des gepackten Zuschlags M
grob, vorl.
Festanteil an Grobzuschlag im Beton; 4 mm < D < 16 mm (50 % vom SVB-
Volumen)
6. Bestimmung der Rohdichte des Zuschlags
7. Bestimmung des vorläufigen Grobzuschlagvolumens ,,V
grob
"
8. Vorläufiger Anteil an Feinzuschlag; 0,125 mm
< D < 4 mm (40 % vom Mörtelvolumen)
9. Bestimmung der vorläufigen Masse des Feinzuschlags
18
10. Festlegung des Zementgehaltes ,,Z"
11. Bestimmung des Zementvolumens ,,V
Cem
"
12. Festlegung des w/z-Wert ,,_"
_ = 0,55
13. Bestimmung des vorläufigen Wassergehaltes ,,W
vorl.
"
14. Bestimmung des Betonzusatzstoffvolumens ,,V
Zusatzstoff, vorl.
"
15. Bestimmung des aufzuteilenden Leimrestvolumens ,,V
Rest
"
16. Bestimmung des endgültigen Grobzuschlages ,,V
Grob
"
19
17. Bestimmung des endgültigen Feinzuschlages ,,V
Fein
"
Es wurden für den Mörtel mit CEM I 42,5 folgende
Mischungen (à = 1,5 dm³) angefertigt und folgende Ergebnisse gemessen:
CEM 42,5
FM = 1,3 M.-% auf Zement
FM = 1,1 M.-% auf Zement
Wasser [g]
399
399
Zement [g]
723,2
723,2
Zusatzstoff [g]
654,1
654,1
Zuschlag 0/2 [g]
1008,2
1008,2
Zuschlag 2/4 [g]
510,8
510,8
FM [g]
9,4
8,0
1. Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
2. Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
mittleres Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
rel. Ausbreitfläche
-
-
Durchflusszeit [Sek.] tm
3
5
rel. Durchflussgeschwindigkeit Rm
3,33
2
CEM 42,5
FM = 0,9 M.-% auf Zement
FM = 0,6 M.-% auf Zement
Wasser [g]
399
399
Zement [g]
723,2
723,2
Zusatzstoff [g]
654,1
654,1
Zuschlag 0/2 [g]
1008,2
1008,2
Zuschlag 2/4 [g]
510,8
510,8
FM [g]
6,5
4,3
1. Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
2. Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
mittleres Ausbreitmaß [mm]
> 300
> 300
rel. Ausbreitfläche
-
-
Durchflusszeit [Sek.] tm
7
7
rel. Durchflussgeschwindigkeit Rm
1,43
1,43
20
CEM 42,5
FM = 0,3 M.-% auf Zement
FM = 0,4 M.-% auf Zement
Wasser [g]
399
399
Zement [g]
723,2
723,2
Zusatzstoff [g]
654,1
654,1
Zuschlag 0/2 [g]
1008,2
1008,2
Zuschlag 2/4 [g]
510,8
510,8
FM [g]
2,2
2,9
1. Ausbreitmaß [mm]
220
> 300
2. Ausbreitmaß [mm]
225
> 300
mittleres Ausbreitmaß [mm]
222,5
> 300
rel. Ausbreitfläche
3,95
-
Durchflusszeit [Sek.] tm
10
7
rel. Durchflussgeschwindigkeit Rm
1
1,43
maßgebende Mischung
III. Optimierung des Betons
Im dritten Schritt, der Betonoptimierung, wird in gleicher Weise wie im zweiten Schritt, die
Fließmitteloptimierung durchgeführt. Auch hier gilt es, definierte Zielgrößen für das
Ausbreitmaß (slump-flow-test) und für die Durchlaufgeschwindigkeit im Ausfließtest (V-
Funnel-Test) zu erreichen.
Zunächst wurde das Ausbreitmaß und die Durchlaufgeschwindigkeit an Mischungen von 10
dm³ gemessen.
Die Feststoffe wurden nach abwägen eine halbe Minute lang trocken gemischt. Während einer
weiteren Mischdauer von einer Minute wurde dann das Wasser hinzugegeben. Durch die
Fließmittelzugabe und einer anschließenden zweiminütigen Durchmischung wurde der
augenscheinlich krümelige, sehr verklumpte Beton in einen sehr fließfähigen SVB
,,umgewandelt".
Zuerst wurde am Frischbeton der ,,slump-flow-test" durchgeführt. Der auch bei der
Bestimmung des Ausbreitmaßes nach DIN 1045 verwendete Prüftrichter wurde für die
Prüfung des SVB feucht ausgewischt und umgedreht auf der ebenfalls befeuchteten
Metallplatte des Ausbreittisches mittig positioniert.
Der Frischbeton wurde in den Trichter eingefüllt, der dann in einem Zug nach oben gezogen
wurde. Nachdem die Ausbreitung des SVB abgeklungen war, wurde das Ausbreitmaß durch
zwei Parametermessungen ermittelt.
Entsprach das Ausbreitmaß den Vorgaben von _700 mm wurde der ,,V-Funnel-Test"
durchgeführt. Hierzu wurde wiederum die Innenseite des Trichters unmittelbar vor
Versuchsbeginn angefeuchtet. Nach dem Verschließen des Auslaufs wurde der Beton bis zum
Rand eingefüllt. Nach dem Betätigen des Schiebers wurde die Auslaufzeit ermittelt.
21
Mischungsentwurf für 1m³ SVB mit CEM I 32,5 (In Anlehnung an Mischungsentwurf S. 13f)
1. Feinzuschlag-, Grobzuschlagmenge
2. Umrechnung in die Korngruppen 0/2; 2/8; 8/16
3. Unter Beachtung der Eigenfeuchte ergeben sich folgende Mengen an Zuschlag
0/2 2,5 % Eigenfeuchte:
2/8 1,8 % Eigenfeuchte:
4/16 0,6 % Eigenfeuchte:
4. Durch die Eigenfeuchte reduziert sich die zuzugebende Wassermenge
5. Masse des Zusatzstoffes
6. Zementgehalt
z = 330 kg
22
Es wurden für den selbstverdichtenden Beton mit CEM I 32,5 folgende
Mischungen (à = 10 dm³) angefertigt und folgende Ergebnisse gemessen:
CEM 32,5
FM = 1,15 M.-% auf Zement
FM = 1,3 M.-% auf Zement
Wasser [g]
1588,4
1588,4
Zement [g]
3300,0
3300,0
Zusatzstoff [g]
3285,4
3285,4
Zuschlag 0/2 [g]
4327,7
4327,7
Zuschlag 2/8 [g]
5529,6
5529,6
Zuschlag 8/16 [g]
4604,0
4604,0
1. Ausbreitmaß [mm]
<<700
700
2. Ausbreitmaß [mm]
<<700
700
mittleres Ausbreitmaß [mm]
<<700
700
Durchflusszeit [Sek.] tm
-
20
maßgebende Mischung
Somit wurde ein SVB CEM I 32,5 mit einem FM-Gehalt von 1,3 M.-% auf Zement
hergestellt. Für unsere Prüfkörper benötigten wir eine Menge von 85 dm³. Demnach wurden
folgende Mengen abgewogen:
Wasser: 13,50 kg
Zement: 28,05 kg
Zusatzstoff: 27,93 kg
Zuschlag 0/2: 36,79 kg
Zuschlag 2/8: 47,00 kg
Zuschlag 8/16: 39,13 kg
FM: 0,365 kg
Die Feststoffe wurden wie oben beschrieben gemischt.
Sofort nach dem Mischen wurde zunächst der ,,V-Funnel-Test" wie oben beschrieben
durchgeführt.
Für die Überprüfung der Selbstnivellierung wurde anschließend der ,,U-Box-Test"
durchgeführt. Die Innenseite der Prüfkiste wurde vorher feucht ausgewischt. Nachdem der
Trennschieber geschlossen war, wurde der Beton bis zum oberen Rand eingefüllt. Nach dem
Befüllen wurde der Trennschieber nach oben hin angehoben, so dass der Beton in die
niedrigere Kammer sich hin ausnivellieren konnte. Der Beton-Höhenunterschied der beiden
Kammern entspricht dem Maß _h.
23
Für die Luftporengehaltsbestimmung wurde ein mit Aufsatzrahmen versehener LP-Topf mit
dem Frischbeton befüllt. Im Anschluss wurde der Aufsatzrahmen entfernt und die
überschüssige Betonmasse mit einem Stahllineal egalisiert. Es folgte eine Bruttowägung des
LP-Topfes inklusive des Frischbetons für die spätere Frischbetonrohdichtebestimmung.
Nachdem die Oberfläche eine möglichst porenfreie, glatte Fläche ergab, wurde mit Hilfe von
seitlich angebrachten Exzentnerklemmen der Messaufsatz auf dem LP-Topf befestigt. Durch
eines der beiden seitlichen Ventile wurde dann mit einer Spritzflasche Wasser in den LP-Topf
eingefüllt.
Um einen Lufteinlass zu verhindern, mussten beide Ventile gleichzeitig geschlossen werden,
sobald aus dem Auslaufventil keine Luftblasen mehr mit ausgespült wurden. Der durch das
Einpumpen von Luft im LP-Topf eingestellte Überdruck wurde nach dem Tarieren mittels
Druckausgleichsknopf abgebaut und der Druckabfall gemessen.
Für die Ermittlung der Frischbetonrohdichte wurde nach dem Entleeren und Ausspülen des
LP-Topfes das Nettogewicht bestimmt. Durch die Differenz des Brutto- und Nettogewichtes
in Bezug auf das Volumen ergab sich die Frischbetonrohdichte.
Die Frischbetontemperatur konnte nun am Thermometer, dass gleich nach Mischungswende
in den Beton gesteckt wurde, abgelesen werden.
Als letzter Versuch am Frischbeton wurde der ,,slump-flow-test" wie oben beschrieben
durchgeführt.
Es ergaben sich folgende Werte:
,,V-Funnel-Test": 20 Sek.
,,U-Box-Test": _h = 2 cm
Luftporengehalt: 0,9 Vol.-%
Frischbetonrohdichte: 2,40 kg/dm³
Frischbetontemperatur: 18 °C
,,slump-flow-test": > 700 mm
Nach den Frischbetonprüfungen wurde der Beton ohne Verdichtungsarbeit in die
Prüfkörperschalun-gen eingefüllt.
Mischungsentwurf für 1m³ SVB mit CEM I 42,5 (In Anlehnung an Mischungsentwurf S.
16f)
1. Feinzuschlag-, Grobzuschlagmenge
24
2. Umrechnung in die Korngruppen 0/2; 2/8; 8/16
3. Unter Beachtung der Eigenfeuchte ergeben sich folgende Mengen an Zuschlag
0/2 2,5 % Eigenfeuchte:
2/8 1,8 % Eigenfeuchte :
4/16 0,6 % Eigenfeuchte:
4. Durch die Eigenfeuchte reduziert sich die zuzugebende Wassermenge
5. Masse des Zusatzstoffes
6. Zementgehalt
z = 330 kg
Es wurden für den selbstverdichtenden Beton mit CEM I 42,5 folgende
Mischungen (à = 10 dm³) angefertigt und folgende Ergebnisse gemessen:
CEM 42,5
FM = 0,6 M.-% auf Zement
FM = 1,2 M.-% auf Zement
Wasser [g]
1582,3
1582,3
Zement [g]
3300,0
3300,0
Zusatzstoff [g]
2984,6
2984,6
Zuschlag 0/2 [g]
4458,4
4458,4
Zuschlag 2/8 [g]
5696,6
5696,6
Zuschlag 8/16 [g]
4743,1
4743,1
1. Ausbreitmaß [mm]
<<700
695
2. Ausbreitmaß [mm]
<<700
705
mittleres Ausbreitmaß [mm]
<<700
700
Durchflusszeit [Sek.] tm
-
19
maßgebende Mischung
25
Somit wurde ein SVB CEM I 42,5 mit einem FM-Gehalt von 1,2 M.-% auf Zement
hergestellt. Für unsere Prüfkörper benötigten wir eine Menge von 85 dm³.
Demnach wurden folgende Mengen abgewogen:
Wasser: 13,50 kg
Zement: 28,05 kg
Zusatzstoff: 27,93 kg
Zuschlag 0/2: 36,79 kg
Zuschlag 2/8: 47,00 kg
Zuschlag 8/16: 39,13 kg
FM: 0,365 kg
Der Frischbeton wurde wie beim SVB CEM I 32,5 Seite 21 beschrieben geprüft.
Es ergaben sich folgende Werte:
,,V-Funnel-Test": 21 Sek.
,,U-Box-Test": _h = 1,5 cm
Luftporengehalt: 1,2 Vol.-%
Frischbetonrohdichte: 2,36 kg/dm³
Frischbetontemperatur: 18 °C
,,slump-flow-test": > 700 mm
Nach den Frischbetonprüfungen wurde der Beton ohne Verdichtungsarbeit in die
Prüfkörperschalungen eingefüllt.
Erst wenn die abschließenden Frischbetonprüfungen die Sollvorgaben erzielt haben, kann
man davon ausgehen, dass es sich bei der entwickelten Rezeptur um einen
baustellentauglichen selbstverdichten-den Beton handelt.
26
5. Normalbeton
Der Frischbeton des Normalbeton wurde auf Frischbetontemperatur, Ausbreitmaß, LP-Gehalt
und Frischbetonrohdichte hin geprüft.
Frischbetontemperatur und die Frischbetonrohdichte wurden wie in der
Versuchsbeschreibung (siehe Seite 21) des selbstverdichtenden Frischbetons geprüft.
27
Der LP-Gehalt wurde wie in der Versuchsbeschreibung (siehe Seite 21) durchgeführt, mit der
Änderung, dass der LP-Topf mit Frischbetonfüllung auf dem Rütteltisch 45 Sekunden lang
verdichtet wurde.
Das Ausbreitmaß wurde ebenso wie in der Versuchsbeschreibung (siehe Seite 21)
durchgeführt, mit der Änderung, dass der Ausbreittrichter gemäß DIN 1048 ,,richtig" herum
stand und die Ausbreitplatte 15 mal nach entfernen des Trichters angehoben und fallen
gelassen worden war.
Es ergaben sich folgende Werte:
Luftporengehalt: 1,9 Vol.-%
Frischbetonrohdichte: 2,45 kg/dm³
Frischbetontemperatur: 17 °C
Ausbreitmaß: 395 mm
Nach den Frischbetonprüfungen wurde der Beton mit Verdichtungsarbeit in die
Prüfkörperschalungen eingefüllt.
28
6. Festbetonuntersuchung
Die Prüfkörper wurden gemäß vorstehender Seiten hergestellt, gelagert und geprüft. Folgende
Prüfergebnisse ergaben sich:
I. Festbetonrohdichte
Prüfkörper
a
[cm]
b
[cm]
h
[cm]
Volumen
[dm³]
Masse
[kg]
Rohdichte
[kg/dm³]
Rohdichte
[kg/m³]
Normalb.-2-1
15,0
15,0
15,2
3,420
7,82
2,290
Normalb.-2-2
15,0
15,0
15,2
3,420
7,78
2,275
Normalb.-2-3
15,0
15,0
15,2
3,420
7,86
2,300
2.290
SVB 32,5-2-1
15,1
15,0
15,1
3,420
8,03
2,348
SVB 32,5-2-2
15,1
15,2
15,1
3,466
7,95
2,294
SVB 32,5-2-3
15,0
15,1
15,0
3,398
7,86
2,313
2.320
SVB 42,5-2-1
15,1
15,0
15,1
3,420
7,99
2,336
SVB 42,5-2-2
15,1
15,2
15,1
3,466
7,95
2,294
SVB 42,5-2-3
15,0
15,1
15,0
3,398
7,79
2,293
2.310
SVB 32,5-7-1
15,0
15,1
15,0
3,398
7,99
2,351
SVB 32,5-7-2
15,2
15,0
15,0
3,420
7,82
2,287
SVB 32,5-7-3
15,0
14,8
15,0
3,330
7,82
2,348
2.330
SVB 42,5-7-1
15,0
15,0
15,0
3,375
7,70
2,281
2.290
SVB 42,5-7-2
15,0
14,9
15,0
3,353
7,63
2,276
SVB 42,5-7-3
15,0
14,7
15,0
3,308
7,60
2,297
Normalb.-28-1
15,0
14,9
14,9
3,330
7,95
2,387
Normalb.-28-2
14,8
15,0
15,0
3,330
7,78
2,336
Normalb.-28-3
14,9
15,0
14,9
3,330
7,98
2,396
2.370
SVB 32,5-28-1
15,0
14,9
14,9
3,330
7,80
2,342
SVB 32,5-28-2
14,7
14,9
14,9
3,264
7,78
2,384
SVB 32,5-28-3
14,8
14,9
14,6
3,220
7,62
2,366
2.360
SVB 42,5-28-1
15,2
15,1
15,0
3,443
7,64
2,219
SVB 42,5-28-2
14,9
15,0
15,0
3,353
7,81
2,329
SVB 42,5-28-3
14,9
15,0
14,7
3,285
7,42
2,259
2.270
SVB 32,5-56-1
15,1
15,0
15,0
3,398
7,73
2,275
SVB 32,5-56-2
14,9
15,0
15,0
3,353
7,72
2,302
SVB 32,5-56-3
14,9
15,0
14,8
3,308
7,56
2,285
2.290
SVB 42,5-56-1
15,1
15,0
15,0
3,398
7,54
2,219
SVB 42,5-56-2
14,8
14,9
15,0
3,308
7,39
2,234
SVB 42,5-56-3
15,0
14,9
14,9
3,330
7,57
2,273
2.240
29
30
II. Druckfestigkeiten
Prüfkörper
a
[cm]
b
[cm]
Druckfläche
[cm²]
Bruchlast
[kN]
Druckfestigkeit
[N/mm²]
Druckfestigkeit
[N/mm²]
Normalb.-2-1
15,0
15,0
225,0
401
17,82
Normalb.-2-2
15,0
15,0
225,0
442
19,64
Normalb.-2-3
15,0
15,0
225,0
430
19,11
19
SVB 32,5-2-1
15,1
15,0
226,5
519
22,91
SVB 32,5-2-2
15,1
15,2
229,5
505
22,00
SVB 32,5-2-3
15,0
15,1
226,5
499
22,03
22
SVB 42,5-2-1
15,1
15,0
226,5
426
18,81
SVB 42,5-2-2
15,1
15,2
229,5
436
19,00
SVB 42,5-2-3
15,0
15,1
226,5
441
19,47
19
SVB 32,5-7-1
15,0
15,1
226,5
943
41,63
SVB 32,5-7-2
15,2
15,0
228,0
728
31,93
SVB 32,5-7-3
15,0
14,8
222,0
903
40,68
38
SVB 42,5-7-1
15,0
15,0
225,0
833
37,02
SVB 42,5-7-2
15,0
14,9
223,5
797
35,66
SVB 42,5-7-3
15,0
14,7
220,5
760
34,47
36
Normalb.-28-1
15,0
14,9
223,5
993
44,43
Normalb.-28-2
14,8
15,0
222,0
937
42,21
Normalb.-28-3
14,9
15,0
223,5
971
43,45
43
SVB 32,5-28-1
15,0
14,9
223,5
1406
62,91
SVB 32,5-28-2
14,7
14,9
219,0
1301
59,41
SVB 32,5-28-3
14,8
14,9
220,5
1298
58,87
60
SVB 42,5-28-1
15,2
15,1
229,5
1520
66,23
SVB 42,5-28-2
14,9
15,0
223,5
1501
67,16
SVB 42,5-28-3
14,9
15,0
223,5
1481
66,26
67
SVB 32,5-56-1
15,1
15,0
226,5
1446
63,84
SVB 32,5-56-2
14,9
15,0
223,5
1314
58,79
SVB 32,5-56-3
14,9
15,0
223,5
1290
57,72
60
SVB 42,5-56-1
15,1
15,0
226,5
1564
69,05
SVB 42,5-56-2
14,8
14,9
220,5
1471
66,71
SVB 42,5-56-3
15,0
14,9
223,5
1480
66,22
67
Umrechnungsfaktor 0,95 zur Umrechnung der Druckfestigkeit aufgrund der
Würfelabmessungen bereits berücksichtigt.
31
32
III. Dehnungsverhalten
Prüfkörper
Differenz [1/10 mm]
Normalb.-1-1
-1,72
Normalb.-2-1
-1,64
Normalb.-6-1
-1,65
Normalb.-7-1
-1,62
Normalb.-21-1
-1,57
Normalb.-28-1
-1,62
Normalb.-1-2
-3,30
Normalb.-2-2
-3,21
Normalb.-6-2
-3,21
Normalb.-7-2
-3,22
Normalb.-21-2
-3,14
Normalb.-28-2
-3,21
SVB 32,5-1-1
-5,90
SVB 32,5-2-1
-5,74
SVB 32,5-6-1
-5,76
SVB 32,5-7-1
-5,77
SVB 32,5-21-1
-5,67
SVB 32,5-28-1
-5,77
SVB 32,5-1-2
-4,04
SVB 32,5-2-2
-3,91
SVB 32,5-6-2
-3,91
SVB 32,5-7-2
-3,93
SVB 32,5-21-2
-3,84
SVB 32,5-28-2
-3,89
SVB 32,5-1-3
-2,92
SVB 32,5-2-3
-2,77
SVB 32,5-6-3
-2,77
SVB 32,5-7-3
-2,76
SVB 32,5-21-3
-2,67
SVB 32,5-28-3
-2,74
SVB 42,5-1-1
-2,14
SVB 42,5-2-1
-2,02
SVB 42,5-6-1
-2,02
SVB 42,5-7-1
-2,01
SVB 42,5-21-1
-1,92
SVB 42,5-28-1
-2,00
33
SVB 42,5-1-2
-2,04
SVB 42,5-2-2
-1,95
SVB 42,5-6-2
-1,94
SVB 42,5-7-2
-1,92
SVB 42,5-21-2
-1,91
SVB 42,5-28-2
-1,92
SVB 42,5-1-3
-2,68
SVB 42,5-2-3
-2,59
SVB 42,5-6-3
-2,60
SVB 42,5-7-3
-2,59
SVB 42,5-21-3
-2,59
SVB 42,5-28-3
-2,60
(Fraglich, ob Messung am 21. Tag nach der Herstellung korrekt war.)
34
IV. optische Oberflächenbeurteilung
Anhand eines Würfels mit einer Kantenlänge von 20 cm wurde die Oberfläche beurteilt.
Normalbeton: - glatte Oberfläche
- keine Risse
- keine Entmischungserscheinung
SVB 32,5: - glatte Oberfläche
- keine Risse
- keine Entmischungserscheinung
SVB 42,5: - glatte Oberfläche
- keine Risse
- keine Entmischungserscheinung
35
7. Schlussfolgerung
I. Zusammenfassung und Ausblick
Selbstverdichtender Beton wird in Zukunft - nicht zuletzt dadurch, dass mit der neuen SVB-
Richtlinie in Kürze sein Einsatz in Deutschland geregelt wird - sicherlich eine breitere
Anwendung finden. Dabei darf jedoch nicht außer Acht gelassen werden, dass es sich um
einen Hochleistungsbeton handelt, der großer Sorgfalt bei der Konzeption, der Herstellung,
dem Transport und dem Einbau bedarf. Jede SVB-Rezeptur ist ein Unikat.
Sie ist unter Berücksichtigung der spezifischen Ausgangsstoffe, der anlagentechnischen
Vorraussetzungen und der Anforderung des zu erstellenden Bauteils zu entwickeln. Eine
Übertragbarkeit ist, wenn überhaupt, nur in Teilbereichen möglich. Seine erfolgreiche
Anwendung hängt stark von besonders qualifiziertem Personal und der akribischen
Handhabung eines aufwendigen Qualitätssicherungskonzeptes ab. SVB ist ein Spezialbeton,
der nicht von jedem Werk hergestellt werden kann. Aus diesem Grund wird er in naher
Zukunft wohl noch kein Massenprodukt werden.
II. Vorteile
- SVB ist ein ,,leiser" Beton, da Verdichtungsarbeiten entfallen.
- SVB besitzt eine ausgezeichnete Homogenität.
- Mit SVB ist das Betonieren an schwer zugänglichen Stellen leichter möglich.
- Architektonisch anspruchsvolle und komplizierte Bauteilformen können verwirklicht
werden.
- Der Aufwand für Nacharbeiten an der Betonoberfläche wird verringert.
- Mit SVB ist eine Reduzierung der Baukosten trotz höherer Baustoffkosten möglich.
III. Anwendung
Bevorzugt findet SVB Anwendung
- für filigrane Bauteile und Bauteile mit dichter Bewehrung
- für Bauteile mit hohen Anforderungen an die Sichtbetonqualität
- bei Betonbauten in lärmempfindlicher Umgebung (Krankenhäuser)
Seit 1991 wird SVB in Japan eingesetzt. Bis Ende 1998 wurden ca. 1,2 Mio. m³ verbaut.
Beispiele für die Anwendung in Japan sind die Akashi-Kaikyo-Brücke, die Ankerblöcke der
Kurushima Brücke, der oberirdischer Tank für verflüssigtes Naturgas in Osaka, die Murano
Abwasseranlage in Hirakata, der Minatoshima-Unterwassertunnel in der Bucht von Kobe oder
der Yokohama Landmark Tower.
36
Europäische Anwendungsbeispiele liegen seit ca. 1998 vor, zum Beispiel Millenniumstower
in Wien, Sichtbetonfassade des königlichen Schauspielhaus in Den Haag.
SVB kann mit dem Krankübel oder der Betonpumpe eingebaut werden. Bei der Verwendung
von SVB ist eine sorgfältige Schalungsplanung unerlässlich, da das nahezu
flüssigkeitsähnliche Verhalten zu berücksichtigen ist. Darüber hinaus ist auf eine
ausreichende Fugenabdichtung zwischen Schalungselementen sowie zwischen
Schalungsunterkante und Betonieransatz bzw. Aufstandsfläche zu achten.
37
8. Literatur:
[1] Scholz
·
Baustoffkenntnis
Werner-Verlag, 13. Auflage 1995
[2] Härig, Günther, Klausen
·
Technologie der Baustoffe
C. F. Müller Verlag Heidelberg, 13. Auflage 1996
[3] Jens Krützfeldt
·
Diplomarbeit: Selbstverdichtender Beton
28. Juni 2000
Es sei darauf hingewiesen, dass sämtliche Textstellen fast ausschließlich zu zweit bearbeitet
wurden. Deshalb wurde auf eine einzelne Kennzeichnung der Abschnitte verzichtet.
Eckernförde, den 30. Juli 2001
Thomas Guttack, Torben Peters,
Inhaltsverzeichnis - Häufig gestellte Fragen zu Selbstverdichtendem Beton (SVB)
Was ist die Aufgabenstellung dieses Dokuments?
Das Dokument beschreibt Untersuchungen an selbstverdichtenden Betonen (SVB) und Normalbetonen zum Dehnungsverhalten durch Einlagerung von Probekörpern in der Nebelkammer. Es werden Eckdaten zur Zusammensetzung vorgegeben, wobei Zementart und Zusatzstoffe variiert werden sollen.
Welche Betonzusammensetzungen (Eckdaten) werden untersucht?
Es werden fünf Gruppen von Betonzusammensetzungen untersucht, die sich im Zementgehalt (330 kg/m³ oder 400 kg/m³), w/z-Wert (0,55 oder 0,45), Zusatzstoff (Flugasche oder Gesteinsmehl oder eine Kombination) und Zementart (CEM I 42,5 NA und CEM I 32,5 mit (1,3_0,1) Na2O-Äquivalent oder CEM I 32,5 mit ca. 1,0 M.-% Na2O-Äquivalent) unterscheiden. Jede Gruppe beinhaltet auch zusätzlich Normalbeton.
Welche Mörtel- und Frischbetonuntersuchungen sind vorgesehen?
Die Untersuchungen umfassen Leimprüfungen (paste-test) zur Bestimmung der Ausbreitfläche, Mörtelprüfungen zur Festlegung der Fließmittelmenge (Ausbreitfläche, Durchflusszeit, Durchflussgeschwindigkeit), Frischbetonprüfungen (SVB) inkl. Temperatur, Zugmaß, Auslaufzeit, LP-Gehalt, Frischbetonrohdichte, Selbstnivellierung (U-box-Test) und Frischbetonprüfungen (Normalbeton) nach DIN 1048.
Welche Festbetonuntersuchungen werden durchgeführt?
Es werden Würfel (15 cm Kantenlänge) zur Bestimmung der Festbetonrohdichte und Druckfestigkeit nach 2, 28 und 56 Tagen hergestellt und geprüft. Außerdem werden Balken (10 x 10 x 50 cm) und Würfel (20 cm Kantenlänge) zur Bestimmung des Dehnungsverhaltens bei Lagerung in der Nebelkammer (40 °C/ 100 % LF) untersucht.
Wie erfolgt die Auswertung der Ergebnisse?
Für jede Gruppe ist ein Bericht (geheftet und auf Datenträger) anzufertigen, der alle Ergebnisse, Bilder zur Beschreibung der SVB-Frischbetoneigenschaften und eine Literaturübersicht SVB (SCC) enthält. Die Kennwerte der Zuschläge und Betone sind als Anlage beizulegen und auszuwerten. Herr Beckmann koordiniert die Arbeiten und wertet die Ergebnisse aller Gruppen aus.
Was ist selbstverdichtender Beton (SVB)?
Selbstverdichtender Beton (SVB) ist ein besonders fließfähiger Beton, der allein unter dem Einfluss der Schwerkraft fließt, sich entlüftet und weitestgehend selbst nivelliert. Er zeichnet sich durch hohen Entmischungswiderstand und die Fähigkeit, enge Bewehrungszwischenräume zu durchdringen aus.
Welche Stufen umfasst die Festlegung der SVB-Zusammensetzung?
Die SVB-Zusammensetzung wird in drei Stufen festgelegt: Optimierung des Leims (paste-test), Optimierung des Mörtels und Optimierung des Betons.
Welche Voruntersuchungen sind notwendig?
Vorweg müssen folgende Kriterien bestimmt werden: Eigenfeuchte des Zuschlags, Rohdichte des Zuschlags, Sieblinie des Zuschlags, Prozentuale Aufteilung des Zuschlages 2/8 in 2/4 und 4/8, Sieblinienzusammensetzung gemäß Sollsieblinie A/B 16, Schüttdichte des Zuschlages 4/16, Bestimmung der Rohdichten des Zementes und des Zusatzstoffes.
Was wird bei der Optimierung des Leims (paste-test) ermittelt?
Bei der Leimoptimierung wird das optimale Wasser-/Mehlkornverhältnis ermittelt, bei dem gerade alles Wasser durch den Feinstoffgehalt gebunden wird (Wasserrückhaltevermögen für ein theoretisches Ausbreitmaß von Null). Das Verhältnis von Zement, Wasser und Flugasche wird untersucht.
Was wird bei der Optimierung des Mörtels ermittelt?
Hier wird die notwendige Fließmittelmenge durch Ausbreitversuche festgestellt.
Was wird bei der Optimierung des Betons ermittelt?
Hier wird der Grobkornanteil des Betons festgelegt, die Konsistenz gemessen und die Fließfähigkeit überprüft.
Was wird beim Frischbeton untersucht?
Frischbetontemperatur, Zugmaß (,,slump-flow-test"), Auslaufzeit (,,V-funnel-test"), LP-Gehalt, Frischbetonrohdichte, Überprüfung der Selbstnivellierung (,,U-box-Test")
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- Thomas Guttack (Author), 2000, Selbstverdichtender Beton, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/106275
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