Dauerhafte Stahlbetonteile bedürfen einer intensiven Nachbehandlung. Eine wesentliche Aufgabe der Nachbehandlung ist die Sicherstellung einer ausreichenden Feuchthaltung des oberflächennahen Betons, um eine ausreichende Hydratation des Zements zu erzielen. Für die Nachbehandlung gibt es verschiedene anerkannte Verfahren. Diese erfordern einen zusätzlichen Arbeitsaufwand, der sich im Extremfall über einen Zeitraum vom drei bis vier Wochen erstrecken kann. Zur Erhöhung der Attraktivität und Wirtschaftlichkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen wurde in dieser Diplomarbeit ein bisher nicht übliches Nachbehandlungsverfahren erprobt: Die Zugabe eines wasserspeichernden Zusatzes bei der Betonherstellung. Derartige Stoffe werden z. B. als Stabilisatoren bei der Fließestrichherstellung eingesetzt. Nach einer allgemeinen Einleitung wurde in dieser Diplomarbeit der Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton auf Grundlage einer Literaturrecherche dargestellt. Berücksichtigt und gegenübergestellt wurden die Aussagen der ehemals gültigen „Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton“ vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton und der seit Juli 2001 gültigen DIN 1045-3 „Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Teil 3: Bauausführung“. Im weiteren Verlauf erfolgten Erläuterungen zu den Verfahren der Betonherstellung und –prüfung und zur Versuchsdurchführung. Erläutert wurden ebenso die eingesetzten Betonkomponenten und –zusätze. Schwerpunkt der Diplomarbeit bildete die Durchführung der schon angesprochenen Laborversuche samt deren Auswertung. Ausgangspunkt bildeten acht verschiedene Betonrezepturen, die hinsichtlich Festigkeit und Verarbeitbarkeit das baupraktische Spektrum abdeckten. Diese acht Betone unterschieden sich in Wasserzementwert, Fließmittelgehalt und Stabilisatorgehalt. Es sollte, wenn möglich, nachgewiesen werden, dass die Betonzusammensetzungen mit Stabilisator im Wesentlichen den Eigenschaften eines „normalen“ Betons entsprechen, jedoch eine höhere Feuchte aufweisen. Um eine ergebnismäßige Vergleichbarkeit zwischen den verschiedenen Betonrezepturen herzustellen, wurden ein Versuchsprogramm sowie die Labor- bzw. Versuchsprotokolle ausgearbeitet, mit dem verschiedene Eigenschaften wie z. B. Ausbreitmaß, Druckfestigkeit oder Feuchtegehalt festgestellt und miteinander verglichen werden sollten.
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Inhaltsverzeichnis
Inhalt
Aufgabenstellung ...4
Abbildungsverzeichnis ...5
1
Einleitung/Problemstellung ...8
1.1 Überblick über die Nachbehandlung von Beton... 8
1.2 Geschichte des Baustoffs Beton... 9
1.3 Beton heute ... 10
1.4 Versuchsziele ... 11
1.5 Übersicht über den Aufbau der Diplomarbeit ... 12
2
Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton..13
2.1 Einführung und Hintergrund... 13
2.2 Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der Richtlinie des
Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb)... 19
2.3 Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der DIN... 23
2.4 Vergleich der Regelungen aus DIN und DAfStb-Richtlinie... 26
2.5 Zusammenfassung der Nachbehandlungskriterien... 28
2.5.1
Zusammenfassung im Allgemeinen... 28
2.5.2
Zusammenfassung im Speziellen... 28
3
Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung ...31
3.1 Erläuterung der durchgeführten Versuche ... 31
3.1.1
Einführung ... 31
3.1.2
Kornzusammensetzung/Siebversuch ... 34
3.1.3
Ausbreitversuch... 36
3.1.4
Verdichtungsversuch ... 38
3.1.5
Luftporengehalt von Frischbeton ... 39
3.1.6
Frischbetonrohdichte ... 40
3.1.7
Festbetonrohdichte... 41
3.1.8
Druckfestigkeit ... 42
3.1.9
Feuchte-/Temperaturmessungen an Platten ... 44
3.1.10 Schwindmessungen ... 47
2
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Inhaltsverzeichnis
3.1.11 Bestimmung des Feuchtegehalts ... 49
3.1.12 Fehlerbetrachtung ... 50
3.2 Erläuterung der einzelnen Betonkomponenten... 52
3.2.1
Beton ... 52
3.2.2
Fließmittel... 56
3.2.3
Stabilisator... 60
3.2.4
Feststellung des Stabilisator- und Fließmittelgehalts... 63
3.3 Auswertung der Versuche... 66
3.3.1
Allgemeine Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse der
verschiedenen Betonrezepturen... 66
3.3.2
Auswertung der Druckfestigkeiten ... 69
3.3.3
Auswertung der Schwindmessungen ... 74
3.3.4
Messungen der relativen Feuchte ... 78
3.3.5
Bestimmung des Feuchtegehalts ... 84
3.3.6
Vergleich der Aussagen aus 3.3.4 und 3.3.5... 86
4
Auswirkungen des Stabilisatoreinsatzes auf die
Nachbehandlung ...87
4.1 Auswirkung des Stabilisators auf die Nachbehandlungsmaßnahmen.. 87
4.2 Konsistenz und Verarbeitbarkeit ... 87
4.3 Materialkosten ... 88
5
Fazit ...90
Literaturverzeichnis ...92
Anhang ...94
3
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Abbildungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Beeinflussende Faktoren für die Betonqualität... 9
Abb. 2: Schematische Darstellung der Hydratation eines Zementkorns... 14
Abb. 3: Erhärtung von Zement mit verschiedenen Wasserzementwerten . 14
Abb. 4: Wasseraufnahme von losem Zement nach 6 Monaten
Lagerung an der Luft mit unterschiedlicher Feuchte ... 15
Abb. 5: Das Austrocknungsverhalten von Beton in Abhängigkeit von
Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und Temperatureinfluss ... 16
Abb. 6: Nachbehandlungsmaßnahmen für Beton... 18
Abb. 7: Mindestdauer für die Nachbehandlung in Tagen... 22
Abb. 8: Mindestdauer der Nachbehandlung von Beton bei den
Expositionsklassen nach DIN 1045-2 außer X0, XC1, XM
(Tabelle 2 der DIN 1045-3)... 24
Abb. 9: Vergleich der Nachbehandlungsdauern nach
DAfStb-Richtlinie und DIN ... 29
Abb. 10: Darstellung der acht verschiedenen Betonrezepturen für die
Laborversuche ... 31
Abb. 11: Herstellung des Betons der Serie 4... 32
Abb. 12: Herstellung der Platten zur Messung von relativer Feuchte und
Temperatur im Beton ... 33
Abb. 13: Zusammensetzung der Prüfmengen ... 34
Abb. 14: Ergebnis der Siebversuche ... 34
Abb. 15: Sieblinie der verwendeten Zuschläge ... 36
Abb. 16: Durchführung des Ausbreitversuchs ... 37
Abb. 17: Konsistenzklassen des Frischbetons ... 38
Abb. 18: Durchführung des Verdichtungsversuchs ... 39
Abb. 19: Bestimmung des Luftgehalts im Frischbeton nach dem
Druckausgleichsverfahren... 40
Abb. 20: Bestimmung der Frischbetonrohdichte... 41
Abb. 21: Druckfestigkeit nach Rückprallhammer... 43
5
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Abbildungsverzeichnis
Abb. 22: Durchführung der Druckversuche mit dem
Rückprallhammer
und
per Abdrücken... 44
Abb. 23: Feuchte- und Temperaturmessung im Beton ... 45
Abb. 24: Relative Betonfeuchte über die Tiefe ab Oberfläche
nach 7 Tagen Luftlagerung ... 46
Abb. 25: Verlauf des Schwindens... 48
Abb. 26: Durchführung der Schwindmessungen mit dem
Setz-Dehnungs-Messer ... 49
Abb. 27: Betonzusammensetzung für 61 dm³ bei w/z=0,45 ... 55
Abb. 28: Betonzusammensetzung für 61 dm³ bei w/z=0,60 ... 55
Abb. 29: Anwendungsmöglichkeiten für Fließmittel... 57
Abb. 30: Betonzusammensetzung für 25 dm³ bei w/z=0,45 für die
Probemischungen ... 63
Abb. 31: Festbetonrohdichten nach einem, zwei, sieben und 28 Tagen ... 69
Abb. 32: Entwicklung der Druckfestigkeit (Prüfung durch Abdrücken)... 71
Abb. 33: Vergleich der Festigkeitsentwicklungen ... 73
Abb. 34: Entwicklung des Schwindmaßes bis ca. 28 Tage/672 Stunden ... 75
Abb. 35: Entwicklung des Schwindmaßes nach 105°C-Trocknung ... 76
Abb. 36: Bezug des Schwindens auf den Feuchtegehalt ... 77
Abb. 37: Bezug des Schwindens auf den Feuchtegehalt nach
ca. 28 Tagen/672 Stunden ... 78
Abb. 38: Entwicklung der relativen Feuchte in einer Tiefe von 2cm
bis ca. 28 Tage/672 Stunden ... 79
Abb. 39: Entwicklung der relativen Feuchte in einer Tiefe von 4cm
bis ca. 28 Tage/672 Stunden ... 80
Abb. 40: Entwicklung der relativen Feuchte nach 105°C-Trockung
in einer Tiefe von 2cm... 82
Abb. 41: Entwicklung der relativen Feuchte nach 105°C-Trockung
in einer Tiefe von 4cm... 83
6
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Abbildungsverzeichnis
Abb. 42: Entwicklung des Feuchtegehalts, ab ca. 28 Tage/672 Stunden
Lagerung im Wärmeschrank bei ca. 105°C bis zur
Gewichtskonstanz ... 84
Abb. 43: Materialkosten des Betons für die in den Laborversuchen
hergestellten Serien ... 89
7
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
1 Einleitung/Problemstellung
1
Einleitung/Problemstellung
1.1 Überblick über die Nachbehandlung von Beton
Um eine ausreichende und dauerhafte Betonqualität herzustellen, muss der
Beton im ausreichenden Maße nachbehandelt werden. Ziel ist hierbei primär
die Gewährleistung der Hydratation im oberflächennahen Bereich durch eine
ausreichende Feuchthaltung basierend auf verschiedenen Maßnahmen.
Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Austrocknung zu verhindern oder
dem Beton Wasser zuzuführen. Entsprechende Regelungen finden sich in
der DAfStb-Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton oder in der DIN 1045-3
wieder, wobei die DIN im Juli 2001 die Richtlinie ersetzt hat. Die vorliegende
DIN ergänzt die für den Beton gültige EN 206. Der nicht zu unterschätzende
Einfluss der Nachbehandlung auf die Betonqualität lässt sich anhand
Abbildung auf Seite 9 erkennen.
Der Vorteil der Nachbehandlung, die Herstellung einer guten Betonqualität,
wird leider von einem wesentlichen Nachteil begleitet: einem hohen Zeit- und
dadurch einem hohen Kostenaufwand. Die Nachbehandlung wird daher in
der Bauausführung nur im geringen Maße berücksichtigt.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll anhand von Laborversuchen der Einsatz
eines wasserspeichernden Zusatzes geprüft werden. Hierdurch soll eine
höhere Feuchte im Beton erreicht werden, die eine zeitlich längere
Hydratation sicherstellt. Dies würde bei gleicher Art und Weise der
Nachbehandlung von Betonbauteilen wie bisher eine höhere Betonqualität
bedeuten.
8
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
1 Einleitung/Problemstellung
Abb. 1: Beeinflussende Faktoren für die Betonqualität
1
1.2 Geschichte des Baustoffs Beton
2, 3
Ob als Bürogebäude, Tunnel, Brücken, Klärwerke, Fahrbahnen,
Mülltonneneinfassungen oder Pflanzenkübel: Beton ist als Baustoff nicht
mehr wegzudenken, auch wenn er aufgrund seiner grauen Eintönigkeit (vor
allem beim Sichtbeton) kein gutes Image hat.
1
Fraunhofer IRB Verlag (Hrsg.), Wirksamkeit von Nachbehandlungsverfahren, Stuttgart, 1998, S. 3
2
Bonacker, Beton: ein Baustoff wird Schlagwort, Marburg, 1996
3
Tzschätzsch, Script/Vorlesungsunterlagen Stahlbetonbau I, FHTW Berlin
9
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
1 Einleitung/Problemstellung
Den Ursprung des Betons kann man wahrscheinlich im ,,Opus Caementitium"
durch die Herstellung druckfester Bauteile aus Mörtel und Steinen vor ca.
2000 Jahren sehen. Im 19. Jahrhundert wurde die Entwicklung des Betons
entscheidend forciert, und das Jahr 1824 kann als Meilenstein des
Betonbaus angesehen werden: Der Portlandzement wurde entwickelt. Ende
der 50er/Anfang der 60er Jahre des 19. Jahrhunderts wurde durch die
Franzosen Lambot (Betonboot) und Monier (Blumenkübel) der Stahlbeton
eingeführt. Sie verstärkten den Beton mit Stahleinlagen und gaben ihm damit
höhere Festigkeiten. Ende des 19. Jahrhunderts wurden die ersten Versuche
durchgeführt, um Stahlbeton bemessen zu können. Die gewonnenen
Erkenntnisse, dass Stahlbeton eine hohe Haltbarkeit besitzt, führten zum
Einsatz des Stahlbetons bei Bauteilen mit besonderen Anforderungen an
Festigkeit und Haltbarkeit, z. B. im Brückenbau.
Im Laufe der weiteren Entwicklung wurden die Fertigteile eingeführt. Im
Unterschied zum Ortbeton können Fertigteile leichter nachbehandelt werden,
da man die Umgebungsbedingungen künstlich gleichmäßig und für die
Betonerhärtung optimal halten kann.
In den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde der Sichtbeton ein
Begriff, der vor allem in den 50er und 60er Jahren einen Boom erlebte.
Ursache hierfür war die von Le Corbusier propagierte ,,Materialehrlichkeit": er
ließ seine Bauten unverputzt. Hier ist die Nachbehandlung von besonderer
Bedeutung, um die architektonische Wirkung besonders herauszuheben.
1.3 Beton heute
Beton ist im Wesentlichen eine Zusammensetzung aus Wasser, Zement und
den Gesteinskörnungen. Außerdem gibt es die Möglichkeit, dem Beton
Zusatzmittel und/oder Zusatzstoffe beizumischen.
Durch Variation der einzelnen Komponenten können die Betoneigenschaften
verändert werden. So führt ein niedrigerer Wasseranteil (niedrigerer
Wasserzementwert) zu einer höheren Druckfestigkeit. Durch die Verwendung
von Zuschlägen mit geringer Dichte (z. B. Naturbims oder Blähton) kann
10
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
1 Einleitung/Problemstellung
Leichtbeton hergestellt werden. Eine größere Mahlfeinheit des Zements führt
zu einer höheren Zementfestigkeit und somit zu einer höheren
Betonfestigkeit. Dies sind nur ein paar Beispiele der Beeinflussung der
Betoneigenschaften.
Durch Betonzusätze können die Eigenschaften des Frisch- oder Festbetons
verändert werden. Man unterscheidet hier in Zusatzmittel und Zusatzstoffe.
Zusatzmittel
4
verändern die chemischen oder physikalischen
Betoneigenschaften. Die Zugabe erfolgt in geringen Mengen. Aus diesem
Grunde werden die Zusatzmittel in der Stoffraumrechnung nicht
berücksichtigt. Sie können zum Beispiel das Erstarrungsverhalten von
Frischbeton beeinflussen (durch Verzögerer) oder die Konsistenz bzw. die
Verarbeitbarkeit (durch Betonverflüssiger). Bei der Veränderung von
Eigenschaften zum Positiven können sich andere Eigenschaften zum
Negativen entwickeln. Deshalb ist immer der Einsatz von Zusatzmitteln durch
Eignungsprüfungen notwendig.
Auch Zusatzstoffe können die Betoneigenschaften verändern. Sie werden in
großen Anteilen zugegeben und sind bei der Stoffraumrechnung zu
berücksichtigen. Als Beispiel seien Gesteinsmehle (Pigmente zur Einfärbung
oder Flugasche als teilweiser Zementersatz) genannt.
Durch die verschiedenen Kombinationen von Wasser, Gesteinskörnung,
Zement, Zusatzmitteln und Zusatzstoffen ist der Beton ein sehr vielseitig
einsetzbarer, weil auch beliebig formbarer Baustoff. Prinzipiell kann man
sagen, dass er für fast jede Anforderung individuell produzierbar ist.
1.4 Versuchsziele
Wie unter 1.1 erwähnt wird im Rahmen dieser Diplomarbeit der Einsatz eines
wasserspeichernden Zusatzes (Stabilisators) erprobt, um im Endeffekt die
4
Lamprecht/Kind-Barkauskas/Wolf (Hrsg.), Beton-Lexikon, Düsseldorf, 1990, S. 87f.
11
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
1 Einleitung/Problemstellung
Betonqualität zu erhöhen und eventuell den Nachbehandlungsaufwand zu
reduzieren.
Hierzu wurden acht verschiedene Betonserien hergestellt. Die Serien
unterschieden sich in ihrer Zusammensetzung im Wasserzementwert
(0,45/0,60), Fließmittelanteil (mit/ohne) und Stabilisatoranteil (mit/ohne). Es
sollte, wenn möglich, nachgewiesen werden, dass die
Betonzusammensetzungen mit Stabilisator im Wesentlichen den
Eigenschaften eines ,,normalen" Betons entsprechen, jedoch eine höhere
Feuchte aufweisen.
Um eine ergebnismäßige Vergleichbarkeit zwischen den verschiedenen
Betonrezepturen herzustellen, wurde ein Versuchsprogramm ausgearbeitet,
mit dem verschiedene Eigenschaften wie z. B. Ausbreitmaß, Druckfestigkeit
oder Feuchtegehalt festgestellt und miteinander verglichen werden sollten.
Auf dieses Versuchsprogramm wird im Kapitel 3.1 näher eingegangen, die
Auswertung der Versuche erfolgt in 3.3.
1.5 Übersicht über den Aufbau der Diplomarbeit
Zuerst bereitet die vorliegende Diplomarbeit den Stand der Kenntnisse auf.
Die ehemals gültige ,,Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton" vom
Deutschen Ausschuss für Stahlbeton und die heute gültige DIN 1045-3
werden erläutert und miteinander verglichen.
Um die Versuchsdurchführung transparenter zu machen, wird diese in einem
weiteren Abschnitt kurz dargelegt. Es wird auch auf die verwendeten Stoffe
eingegangen. Anschließend erfolgt die Auswertung und Gegenüberstellung
der Versuchsergebnisse der verschiedenen Betonrezepturen. Falls
darstellbar sollen Einsatzmöglichkeiten des Betons mit Stabilisatorzusatz
genannt und überprüft werden.
12
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
2
Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Die Nachbehandlung des Betons ist ein wesentlicher Beitrag zur
Qualitätssicherung und soll bei richtiger Ausführung die Oberflächenqualität
und Dauerhaftigkeit des Betons erhöhen. ,,Je geringer die Porosität, je dichter
der Zementstein, desto höher ist auch der Widerstand gegen äußere
Einflüsse."
5
Trotz der Notwendigkeit und Wichtigkeit wird im baupraktischen
Ablauf die Nachbehandlung oft vernachlässigt, was als eine häufige Ursache
von Schäden an Betonbauwerken angesehen werden kann. Gründe für das
Vernachlässigen der Nachbehandlung liegen vor allem im hohen
Arbeitsaufwand, den die Nachbehandlung erfordert, und den daraus
resultierenden Kosten. Die Akzeptanz einer sinnvollen, richtig ausgeführten
und somit qualitativ guten Nachbehandlung ist im Tagesgeschäft aufgrund
des sehr hohen Termin- und Kostendrucks gering.
Innerhalb dieses Kapitels wird zuerst eine Einführung in die Nachbehandlung
gegeben. Die Ausführungen in der DAfStb-Richtlinie und der DIN 1045-3
werden erläutert und in einem weiteren Abschnitt miteinander verglichen.
2.1
Einführung und Hintergrund
Warum ist die Nachbehandlung von Beton notwendig?
Die Nachbehandlung soll die Betonqualität im oberflächennahen Bereich
sichern. Es sollen beim frisch eingebauten Beton Schutzmaßnahmen gegen
Austrocknen, Gefrieren, mechanische und chemische Angriffe und
Erschütterungen getroffen werden. Wird die Nachbehandlung nicht oder nur
mangelhaft ausgeführt, so kann es im oberflächennahen Bereich zu
folgenden Schädigungen kommen: Schwindrisse, Entstehung einer porösen
Betonoberfläche, Absanden, Frostabsprengungen oder niedrige Festigkeiten
im oberflächennahen Bereich. Als Folge von Absprengungen oder auch einer
hohen Porosität kann wiederum der Korrosionsschutz der Bewehrung
5
Bayer/Kampen, Beton-Praxis: Ein Leitfaden für die Baustelle, 8. Auflage, Erkrath, 1999, S. 53
13
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
aufgehoben werden, es kann zum Rosten der Stähle und dadurch zu
weiteren Absprengungen der Betondeckung kommen.
6
Nachbehandlungsmaßnahmen sollen also dem Austrocknen entgegenwirken
und eine ausreichende Hydratation im Beton gewährleisten. ,,Es sind also
Maßnahmen erforderlich, die ... ein Feuchtigkeitsangebot nach Höhe und
Dauer sicherstellen, das zu einer entsprechenden Hydratation führt."
7
Als
Hydratation bezeichnet man die Entstehung des Zementsteins, der aus dem
Zementleim hervorgeht.
Abb. 2: Schematische Darstellung der Hydratation eines
Zementkorns
8
Abb. 3: Erhärtung von Zement mit
verschiedenen Wasserzementwerten
9
Es werden bei diesem Vorgang ca. 25% des Wassers chemisch und 15%
physikalisch gebunden, was einem Wasserzementwert von 0,40 entspricht.
Ein höherer w/z-Wert führt zu Kapillarporen im Zementstein, die durch das
Überschusswasser, welches nicht gebunden wird, entstehen. Mit einem
steigenden Gehalt an Kapillarporen nimmt die Betonqualität ab.
10
Beton erreicht seine volle Festigkeit, wenn bei einem Wasserzementwert von
0,40 die Hydratation vollständig ermöglicht wurde. Dies sorgt für ein
Minimum an Kapillarporen. Mit steigender Temperatur wird die Hydratation
beschleunigt. Beendet wird sie, wenn nicht mehr ausreichend Wasser zur
6
Readymix AG (Hrsg.), Betontechnische Daten, 17. Auflage, Ratingen , 2000, S. 68
7
Weigler/Karl, Beton Arten, Herstellung, Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 176
8
Lamprecht/Kind-Barkauskas/Wolf (Hrsg.), Beton-Lexikon, Düsseldorf, 1990, S. 183
9
Bayer/Kampen, Beton-Praxis: Ein Leitfaden für die Baustelle, 8. Auflage, Erkrath, 1999, S. 23
10
Lamprecht/Kind-Barkauskas/Wolf (Hrsg.), Beton-Lexikon, Düsseldorf, 1990, S. 183/S.190f.
14
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Verfügung steht.
11
Der Betonkalender (Ausgabe 2002) sagt dazu außerdem
aus, ,,dass die Hydratation zum Stillstand kommt, wenn die relative Feuchte
im Porensystem des Zementsteins unter etwa 80% fällt."
12
Auch Weigler/Karl
13
gehen davon aus, dass ein ausreichender
Hydratationsgrad dann erreicht wird, wenn die relative Feuchte über 80%
liegt. Grundlage zu dieser Annahme bilden Versuche zur Wasseraufnahme
von lose geschüttetem Zement innerhalb von sechs Monaten.
Abb. 4: Wasseraufnahme von losem Zement nach 6 Monaten Lagerung an der Luft mit unterschiedlicher Feuchte
14
Der steile Anstieg der Kurve ab 80% relativer Feuchte zeigt die dann deutlich
steigende Hydratation.
Weigler/Karl merken zur Hydratation weiterhin an, dass sie im Wesentlichen
durch Feuchte und Temperatur beeinflusst wird. Günstig wirken sich eine
hohe Feuchte und eine begrenzte Temperatur aus. Wenn die Temperaturen
nicht zu niedrig sind, sind hohe Frühfestigkeiten möglich, was vor allem für
die Fertigteilproduktion interessant ist. Niedrige Temperaturen dagegen
sorgen für eine langsamere Erhärtung, jedoch für eine höhere Festigkeit.
11
Lamprecht/Kind-Barkauskas/Wolf (Hrsg.), Beton-Lexikon, Düsseldorf, 1990, S. 183
12
Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH (Hrsg.), Betonkalender 2002 BK 1,
Berlin, 2002, S. 108
13
Weigler / Karl, Beton Arten, Herstellung, Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 175f.
14
Weigler / Karl, Beton Arten, Herstellung, Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 176
15
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Leider halten sich die Autoren mit konkreteren Angaben zu den
Temperaturen zurück.
Neben der nicht ausreichenden Hydratation ist das Schwinden eine weitere
Folge vorzeitigen Austrocknens. Als Schwinden bezeichnet man die
Volumenverminderung des Betons infolge Austrocknung, die zu sogenannten
Schwindspannungen führt. Hat der junge Beton noch eine zu geringe
Zugfestigkeit, so kann er die Schwindspannungen nicht aufnehmen. Es
kommt zu Schwindrissen, die von der Betonoberfläche ausgehend in das
Innere des Betons führen. Gegenmaßnahme ist auch hier das Verhindern
des zu schnellen Austrocknens.
15
Die Austrocknung des Betons ist abhängig von der Lufttemperatur, der
relativen Luftfeuchte, der Betontemperatur und der Windgeschwindigkeit.
Wie an nachfolgendem Bild zu sehen, ist die Austrocknung, also die
verdunstete Wassermenge, umso kleiner, je kleiner die vorgenannten
Faktoren sind.
Abb. 5: Das Austrocknungsverhalten von Beton in Abhängigkeit von Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und
Temperatureinfluss
16
15
Bundesverband der Deutschen Zementindustrie (Hrsg.), Nachbehandeln von Beton, Wiesbaden, 1998, S. 1
16
Bayer/Kampen, Beton-Praxis: Ein Leitfaden für die Baustelle, 8. Auflage, Erkrath, 1999, S. 54
16
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Bei der geringen Zugfestigkeit des jungen Betons kann es auch zu Rissen
infolge Temperaturspannungen kommen. Temperatureinflüsse können sein:
starke Sonneneinstrahlung, starke kurzfristige Temperaturänderungen, Frost
sowie die Wärmeentwicklung aufgrund der Hydratation. In den ersten beiden
Fällen kann durch Abdecken und Feuchthalten Abhilfe geschaffen werden.
Bei Frost bzw. Betonieren bei Temperaturen unter 5°C muss der Beton
wärmedämmend abgedeckt oder ihm Wärme zugeführt werden, um
Frostschäden zu vermeiden. ,,Die Hydratationswärmemenge kann durch
Verringerung des Zementgehalts, Ersatz von Portlandzement durch
Hochofenzement und Zugabe von Flugasche herabgesetzt werden."
17
Erschütterungen und Schwingungen aus mechanischen Beanspruchungen
können das Gefüge des Betons stören. Vor allem der Verbund zwischen
Stahl und Beton kann verloren gehen. Entgegenwirken kann man den
mechanischen Beanspruchungen durch möglichst spätes Ausschalen oder
Schutzabdeckungen.
18
Als Nachbehandlungsarten sind austrocknungsbehindernde oder
wasserzuführende Maßnahmen bekannt. Als austrocknungsbehindernd
gelten das Belassen in der Schalung oder das Aufbringen von Folien oder
Nachbehandlungsmitteln. Wasserzuführend hingegen ist das Abdecken mit
wasserspeichernden Materialien, die ihrerseits wiederum feucht gehalten
werden müssen, oder das Besprühen der Betonoberfläche mit Wasser. Beim
Besprühen mit Wasser ist allerdings darauf zu achten, dass der
Temperaturunterschied zwischen Wasser und Beton nicht zu groß ist, um
Risse aufgrund Temperaturspannungen zu verhindern.
19
Zur Wirksamkeit
wurde festgestellt, dass wasserzuführende und wasserhaltende Maßnahmen
gleich wirksam sind.
20
Weiterhin sollte die Art der
17
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (Hrsg.), Heft 495: Stoffeigenschaften jungen Betons Versuche und
Modelle, Berlin, 1999, S. 13
18
Bundesverband der Deutschen Zementindustrie (Hrsg.), Nachbehandeln von Beton, Wiesbaden, 1998, S. 2
19
Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH (Hrsg.), Betonkalender 2002 BK 1,
Berlin, 2002, S. 108
20
Fraunhofer IRB Verlag (Hrsg.), Wirksamkeit von Nachbehandlungsverfahren, Stuttgart, 1998, S. 98
17
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Nachbehandlungsmaßnahme von der Umgebungstemperatur nach folgender
Übersicht beachtet werden:
*) Nachbehandlungs- und Ausschalfristen um die Anzahl der
Frosttage verlängern; Beton mindestens sieben Tage vor
Niederschlägen schützen
Abb. 6: Nachbehandlungsmaßnahmen für Beton
21
Nachbehandlungsmaßnahmen und dauern sollten vor Beginn der
Bauarbeiten zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer möglichst präzise
beschrieben und festgelegt werden. Durch die vielen Einflüsse aus
Umweltbedingungen, Betoneigenschaften und Bauwerksnutzung kann über
die Nachbehandlung keine pauschale Aussage getroffen werden, für jedes
Bauwerk (oder sogar Bauteil) ist eine individuelle Festlegung zur
Nachbehandlung nötig.
22
Auf die Nachbehandlungsverfahren und Nachbehandlungsdauern wird im
Einzelnen in den Abschnitten 2.2 und 2.3 eingegangen. Dort werden die
bisher gültige ,,Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton" des Deutschen
21
Bayer/Kampen, Beton-Praxis: Ein Leitfaden für die Baustelle, 8. Auflage, Erkrath, 1999, S. 57
22
Weigler/Karl, Beton Arten, Herstellung, Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 179f.
18
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Ausschuss für Stahlbeton und die Aussagen in der aktuell gültigen DIN 1045
Teil 3 behandelt.
Als Verfahren wurden z. B. schon das Belassen in der Schalung oder das
Besprühen mit Wasser genannt. Die Nachbehandlungsdauern richten sich
nach den Umgebungsbedingungen bzw. der Festigkeitsentwicklung des
Betons. Diese wiederum ist abhängig von der Betonzusammensetzung
(Einfluss von Zementart und Zusatzmittel), der Frischbetontemperatur, den
Umgebungsbedingungen und den Bauteilabmessungen.
2.2
Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der Richtlinie des
Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb)
23
Die Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton vom DAfStb wurde im Februar
1984 erstmals herausgegeben und ergänzte die Angaben zur
Nachbehandlung in der damals gültigen DIN 1045. Mit Erscheinen der DIN
1045 Teil 3 ,,Bauausführungen" im Juli 2001 wurde die Richtlinie ungültig.
Die Richtlinie ist unterteilt in die Abschnitte
1 Zweckbestimmung
2 Allgemeines
3 Anwendungsbereich
4 Nachbehandlungsverfahren
5 Dauer der Nachbehandlung
Auf diese Abschnitte wird im Folgenden eingegangen.
Das Kapitel 1 ,,Zweckbestimmung" erläutert kurz den Hintergrund der
Richtlinie. Betonnachbehandlung hat demnach den Zweck der
Qualitätssicherung. Frisch eingebrachter Beton soll gegen Austrocknen
geschützt werden mit dem Ziel, im oberflächennahen Bereich des Betons
eine ausreichende Erhärtung und somit die Dauerhaftigkeit von
Betonbauteilen zu erreichen.
23
Die Richtlinie wurde entnommen aus: Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH
(Hrsg.), Betonkalender 1993 Teil 2, Berlin, 1993, S. 224ff.
19
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Im Teil 2 ,,Allgemeines" wird kurz der Nutzen erläutert, die Nachbehandlung
ins Leistungsverzeichnis aufzunehmen. Es sollen zwischen Auftraggeber und
Auftragnehmer möglichst genaue Aussagen getroffen werden über die
Einflüsse, welchen der Beton im Laufe der Nutzung des Bauwerks
ausgesetzt ist.
Der Anwendungsbereich der Richtlinie (Teil 3) bezieht sich auf die im
Regelfall zur Nachbehandlung erforderlichen Maßnahmen.
Außergewöhnliche Einflüsse aus Schwingungen/Erschütterungen,
Temperaturspannungen werden nicht berücksichtigt. Es wird auf zwei
Sonderfälle hingewiesen: Bei besonderen Anforderungen an die
Betonoberfläche z. B. infolge Frost-/Tausalz- oder chemischer Einwirkung
sind Maßnahmen erforderlich, die über die Maßgaben der Richtlinie
hinausgehen. Bei erdfeuchten Bauteilen hingegen kann der Aufwand für die
Betonnachbehandlung verringert werden.
Zu den Nachbehandlungsverfahren trifft die Richtlinie im Teil 4 folgende
Aussagen: ,,Gebräuchliche Verfahren sind Belassen in der Schalung,
Abdecken mit Folien, Aufbringen wasserhaltender Abdeckungen, Aufbringen
von flüssigen Nachbehandlungsmitteln, kontinuierliches Besprühen mit
Wasser oder eine Kombination aus diesen." Mit der Nachbehandlung ist
unmittelbar nach Einbau des Betons zu beginnen. Die einzelnen
Nachbehandlungsmaßnahmen werden folgendermaßen näher erläutert:
- Belassen in der Schalung
Abhängig von der Art der Schalung (Holz-/Stahlschalung) sind entweder die
Schalung feucht zu halten oder Einflüsse aus der Umgebungstemperatur zu
berücksichtigen.
- Abdecken mit Folien
Folien sollen die Feuchtigkeitsabgabe aus dem Beton an die Umgebung
reduzieren. Die Betonoberfläche soll vollständig abgedeckt sein. Es ist darauf
zu achten, dass die Folien die Betonoberflächen nicht berühren.
20
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
- Aufbringen wasserhaltender Abdeckungen
Diese Abdeckungen z. B. aus Jute sind ständig feucht zu halten und
ihrerseits gegen Austrocknung zu schützen.
- Aufbringen von flüssigen Nachbehandlungsmitteln
Nachbehandlungsmittel sind möglichst frühzeitig aufzubringen. Die
unterschiedlichen Wirkungen der einzelnen Mittel sollen vorher beachtet
werden, im Einzelfall sind Einzelprüfungen der Nachbehandlungsmittel
sinnvoll. Auch die Wirkung der Nachbehandlungsmittel auf spätere
Bekleidungen und Beschichtungen des Betons sind zu berücksichtigen.
- kontinuierliches Besprühen des Betons mit Wasser
Diese Methode ist nur anzuwenden, wenn der Beton vollständig besprüht
werden kann und keine oder nur geringe Temperaturunterschiede zwischen
Wasser und Beton vorhanden sind.
Im Teil 5 wird auf die Dauer der Nachbehandlung eingegangen. Ziel ist die
ausreichende Erhärtung des Betons im oberflächennahen Bereich. Abhängig
ist die Nachbehandlungsdauer von der Art des Bauteils (innen/außen),
Abmessungen des Bauteils, Betontemperatur und Umgebungsbedingungen.
Zu berücksichtigen sind vor allem die Verlängerung der
Nachbehandlungsdauer bei Frost und bei Einsatz von verzögertem Beton
und Flugasche.
Außenbauteile sind ferner so lange nachzubehandeln, dass die
Betonfestigkeit im oberflächennahen Bereich 50% der geforderten
Nennfestigkeit besitzt. Im Fall von Einzelnachweisen kann die
Nachbehandlungsdauer verkürzt werden.
Für Innenbauteile wurde eine wesentlich pauschalere Festlegung getroffen.
Eine Nachbehandlung von einem Tag (bzw. bei Temperaturen von unter
10°C von zwei Tagen) gilt als ausreichend.
Die Nachbehandlungsdauer ist in der nachfolgenden Tabelle festgelegt, die
die drei in der Richtlinie aufgeführten Tabellen in einer zusammenfasst.
21
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Abb. 7: Mindestdauer für die Nachbehandlung in Tagen
24
Zu beachten ist, dass die Umgebungsbedingungen am Ende der
Nachbehandlung maßgeblich sind.
Die ,,Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton" des DAfStb gibt somit einen
relativ genauen Aufschluss hinsichtlich Anwendungsbereichen, Verfahren
und Dauer der Nachbehandlung.
24
Bayer/Kampen, Beton-Praxis: Ein Leitfaden für die Baustelle, 8. Auflage, Erkrath, 1999, S. 59
22
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
2.3
Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der DIN
25
Die DIN 1045 behandelt ,,Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton"
und ergänzt die EN 206. Neben den Aussagen im Teil 1 zu ,,Bemessung und
Konstruktion", im Teil 2 zu ,,Leistungsbeschreibung, Eigenschaften,
Herstellung und Übereinstimmung" und im Teil 4 zu ,,Ergänzende Regeln für
die Herstellung und Konformität von Fertigteilen" beschäftigt sich der Teil 3
mit ,,Bauausführung".
Im Abschnitt 8.7 der DIN 1045 T3 (Ausgabe Juli 2001) geht es um
,,Nachbehandlung und Schutz" des Betons. Relativ knapp werden hier nicht
sehr ausführliche und eher allgemein gehaltene Aussagen getroffen. Die
Unterteilung des Kapitels 8.7 erfolgt in die Unterkapitel:
8.7.1 Allgemeines
8.7.2 Nachbehandlungsverfahren
8.7.3 Beginn der Nachbehandlung
8.7.4 Nachbehandlungsdauer
8.7.5 Nachbehandlungsmittel.
Im allgemeinen Teil werden Ziele der Nachbehandlung festgelegt. So soll
zum Beispiel nachbehandelt werden, um ,,das Frühschwinden gering zu
halten" oder um ,,die ausreichende Festigkeit und Dauerhaftigkeit der
Betonrandzone sicherzustellen".
Der Abschnitt ,,Nachbehandlungsverfahren" erklärt neben den Verfahren
selbst auch Zweck und Notwendigkeit der Nachbehandlung: Das
,,übermäßige Verdunsten des Wassers über die Betonoberfläche" soll
verhindert werden. Erforderlich sind die Nachbehandlungsverfahren dann,
wenn in den ersten Tagen der Hydratation die relative Luftfeuchte 85%
unterschreitet. Bei Unterschreitung können die bekannten Verfahren allein
oder in Kombination zur Nachbehandlung angewendet werden: Belassen des
Betons in der Schalung, Abdecken des Betons mit Folien oder
wasserspeichernden Auflagen, Feuchthalten des Betons durch Besprühen
25
Normenausschuss Bauwesen im DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN 1045-3, Tragwerke aus Beton,
Stahlbeton und Spannbeton, Teil 3: Bauausführung, Juli 2001
23
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
oder Fluten oder die Anwendung anderer Verfahren, wenn sie eine
einwandfreie Nachbehandlung sicherstellen.
Zu Beginn und Dauer der Nachbehandlung führt die DIN aus: Die
Nachbehandlung soll unmittelbar nach Abschluss des Verdichtens oder der
Oberflächenbehandlung (z. B. Glätten) beginnen. Die Dauer hängt im
Wesentlichen ab von der Entwicklung der Betoneigenschaften in der
Randzone und den Expositionsklassen bezogen auf die Umweltbedingungen
nach DIN 1045 T2. Die Kernaussage bezieht sich auf die Festigkeit des
oberflächennahen Betons: Der Beton muss so lange nachbehandelt werden,
,,bis die Festigkeit des oberflächennahen Betons 50% der charakteristischen
Festigkeit des verwendeten Betons erreicht hat". Diese Anforderung ist in der
folgenden Tabelle zusammengefasst:
Abb. 8: Mindestdauer der Nachbehandlung von Beton bei den Expositionsklassen nach DIN 1045-2 außer X0, XC1,
XM (Tabelle 2 der DIN 1045-3)
26
Ausnahmen bilden die Expositionsklassen X0, XC1 und XM. Die Klassen X0
und XC1 beziehen sich auf Bauteile ohne Bewehrung bzw. Innenbauteile, die
26
Normenausschuss Bauwesen im DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN 1045-3, Tragwerke aus Beton,
Stahlbeton und Spannbeton, Teil 3: Bauausführung, Juli 2001, S. 18, Tabelle 2
24
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Klasse XM auf Bauteile mit hoher Verschleißbeanspruchung durch
mechanische Einwirkung.
Beton der Klassen XO und XC1 muss mindestens einen halben Tag
nachbehandelt werden. Bei einer Verarbeitbarkeitszeit von mehr als 5
Stunden oder einer Temperatur von weniger als 5°C ist die
Nachbehandlungsdauer zu verlängern.
Bei Beton der Klasse XM muss statt der normalerweise geforderten
Festigkeit von 50% eine Festigkeit von 70% der charakteristischen
Betonfestigkeit im oberflächennahen Bereich erreicht werden. Ersatzweise
können auch ohne genauen Nachweis die Werte der oben abgebildeten
Tabelle verdoppelt werden.
Der Abschnitt ,,Nachbehandlungsmittel" schließlich legt fest, dass keine
Nachbehandlungsmittel in Arbeitsfugen und bei zu beschichtenden
Oberflächen zulässig sind, es sei denn, es wird nachgewiesen, dass
hierdurch keine nachteiligen Auswirkungen entstehen.
Die in der DIN 1045 T3 außerhalb des Kapitels 8.7 zur Nachbehandlung
dargelegten Ausführungen beziehen sich vor allem auf die Überwachung und
Dokumentation zur Nachbehandlung. Im Wesentlichen geht es bei Einbau
von Beton der Überwachungsklassen 2 und 3 um die Überprüfung und die
Aufzeichnung von Art und Dauer der Nachbehandlung im Berichtswesen der
Baustelle (Bautagebuch) durch das Bauunternehmen bzw. die ständige
Betonprüfstelle oder eine dafür anerkannte Überwachungsstelle. Die
Überwachungsklassen sind dargestellt in der DIN 1045 T3 und richten sich
nach Druckfestigkeitsklasse, Expositionsklasse und besonderen
Betoneigenschaften.
Zusammenfassend lässt sich über die Ausführungen zur Nachbehandlung in
der DIN 1045 T3 sagen, dass die Nachbehandlungsdauer relativ genau und
in der oben dargestellten Tabelle auch übersichtlich geregelt ist. Auf die
Nachbehandlungsverfahren und -mittel hingegen wird nicht sehr genau
eingegangen. Hier ist es wahrscheinlich sinnvoll, präzisere Aussagen
projektbezogen in Leistungsverzeichnisse aufzunehmen.
25
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
2.4
Vergleich der Regelungen aus DIN und DAfStb-Richtlinie
Rein formal sind sich die DIN 1045 T3 Kapitel 8.7 und die DAfStb-Richtlinie
zur Nachbehandlung von Beton ähnlich: Nach einem allgemeinen Teil folgen
Aussagen zu Dauer und Verfahren der Nachbehandlung. In der folgenden
Gegenüberstellung werden auf Grundlage der Kapitel 2.2 bzw. 2.3
Gemeinsamkeiten und Unterschiede von DIN und Richtlinie aufgezeigt.
DIN 1045 T3
DAfStb-Richtlinie
Allgemeines
-
stichpunktartig direkt formulierte
Ziele
-
neu gegenüber Richtlinie: Aussagen
zu Frühschwinden, Gefrieren,
Erschütterungen (zu
Erschütterungen gab es allerdings
schon Aussagen in der DIN 1045,
Juli 1988)
Zweckbestimmung, Allgemeines,
Anwendungsbereich
-
allgemein formuliertes Ziel: Schutz
vor Austrocknung
-
projektbezogen: Aufnahme der
Nachbehandlung ins
Leistungsverzeichnis
-
allgemeine Aussage zu Erweiterung
und Einschränkung der
Nachbehandlung, z. B. bei Frost-/
Tausalz- und chemischen Angriffen
oder Fundamenten (hierzu gibt es in
der DIN eine eindeutigere Regelung,
siehe 8.7.4 der DIN:
Nachbehandlungsdauer)
Gemeinsamkeit: Beton soll im oberflächennahen Bereich eine ausreichende Festigkeit
erreichen
Verfahren, Beginn
-
definiertes Ziel: Verhindern der
Verdunstung über die Oberfläche
-
ausreichende Nachbehandlung,
wenn relative Luftfeuchte >85%
-
nur Benennung der Verfahren
-
Beginn der Nachbehandlung ist
eigener Abschnitt
Verfahren
-
Benennung und genaue Erläuterung
der Verfahren (z. B. Feuchthalten
der Holzschalung beim Belassen des
Betons in der Schalung)
Gemeinsamkeiten: Aufzählung der gleichen Verfahren, die jedoch in der Richtlinie genauer
erläutert werden, Beginn der Nachbehandlung sofort nach Einbau des Betons
Fortsetzung siehe nächste Seite
26
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
DIN 1045-3
DAfStb-Richtlinie
Nachbehandlungsdauer
-
Dauer abhängig vom Verhältnis der
Festigkeit nach 2 bzw. 28 Tagen und
lediglich von der
Umgebungstemperatur
-
Dauer abhängig von
Expositionsklasse
-
Innenbauteile nach
Expositionsklassen X0, XC1 werden
½ Tag nachbehandelt
-
Bauteile der Expositionsklasse XM
müssen 70% der charakteristischen
Betonfestigkeit erreichen oder die
Werte der Tabelle für die ,,restlichen"
Expositionsklassen verdoppelt
werden
-
Für alle anderen Expositionsklassen
werden Tabellenwerte angenommen
(siehe 2.3)
-
Verlängerung um die entsprechende
Zeit bei Temperaturen unter 5°C
Nachbehandlungsdauer
-
Dauer abhängig von der
Festigkeitsentwicklung nach den
Kennwerten des verwendeten
Zements, von den
Umgebungseinflüssen aus Sonne,
Wind, relativer Feuchte und
Temperatur und von der Bauteilart
-
Dauer für Außenbauteile nach
Tabellen (siehe 2.2)
-
Pauschale Aussage für
Innenbauteile (1 Tag), bei
Rohdecken mit Verbundestrich 2
Tage
-
Verdoppelung der
Nachbehandlungsdauer bei
Temperaturen unter 10°C
-
Verlängerung um die entsprechende
Zeit bei Temperaturen unter 0°C
Gemeinsamkeit: im Falle von Einzelnachweisen zur Verkürzung der Nachbehandlung muss
der Beton 50% der charakteristischen Betondruckfestigkeit (bzw. Nennfestigkeit) erreichen
Nachbehandlungsmittel
-
im Gegensatz zur Richtlinie wird der
Einsatz von Nachbehandlungsmitteln
in Arbeitsfugen oder bei zu
beschichtenden Oberflächen
ausgeschlossen, es sei denn, es
erfolgt ein Nachweis für den
Einzellfall
In der Quintessenz lässt sich feststellen, dass die Aussagen zu den
Nachbehandlungsverfahren in der Richtlinie genauer sind. Die
Nachbehandlungsdauer wird hinsichtlich der Betonfestigkeiten in der DIN
präziser geregelt, den Umweltbedingungen kommt jedoch in der Richtlinie
eine höhere Bedeutung zu, da sie nicht nur über die Temperatur an der
Betonoberfläche klassifiziert werden.
Einen Vergleich der Nachbehandlungsdauern zwischen DIN und Richtlinie
soll ein frei konstruiertes Beispiel in Kapitel 2.5.2 geben.
27
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
2.5
Zusammenfassung der Nachbehandlungskriterien
In Abschnitt 2.5.1 erfolgt eine allgemeine Zusammenfassung. In 2.5.2
werden zwei frei gewählte Betone für zwei verschiedene Klimabedingungen,
wie sie in Berlin vorliegen können, hinsichtlich der Nachbehandlungsdauer
geprüft.
2.5.1 Zusammenfassung im Allgemeinen
Ziel der Nachbehandlung ist der Schutz des Betons vor Austrocknung, Frost,
Erschütterung, Schwinden, Abnahme der Oberflächenfestigkeit und damit die
Herstellung einer dauerhaften Oberfläche.
Ermöglicht wird dies vor allem durch ein Feuchthalten der Oberfläche
aufgrund der verschiedenen austrocknungsbehindernden oder
wasserzuführenden Verfahren. Die Nachbehandlung sollte sofort nach
Einbau des Betons beginnen, die Dauer richtet sich nach
Betoneigenschaften und Umgebungsbedingungen.
Die projektbezogene Aufnahme der Nachbehandlung in ein
Leistungsverzeichnis oder eine Leistungsbeschreibung wird in der Literatur
als sinnvoll angesehen. Hier sollten genaue Festlegungen zwischen
Auftraggeber und Auftragnehmer zu den erwartenden Umweltbedingungen,
Betoneigenschaften und Bauwerksnutzungen getroffen werden. Auch die
Dokumentation der Nachbehandlung kann bzw. sollte geregelt werden.
2.5.2 Zusammenfassung im Speziellen
Für zwei verschiedene frei gewählte Betone werden hier die
unterschiedlichen Nachbehandlungsdauern nach Richtlinie bzw. DIN
aufgezeigt.
Angenommen wird ein Außenbauteil ohne hohen Verschleiß bei zwei
verschiedenen Umgebungsbedingungen: Sommer (29°C, 45% relative
Luftfeuchte, starke Sonnen- und vernachlässigbare Windeinwirkung) und
Winter (+8°C, 65% relative Luftfeuchte, mittlere Sonnen- und
28
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Windeinwirkung). Die Betontemperatur wurde in den Annahmen mit der
Lufttemperatur gleichgesetzt.
Diese Übersicht hat mit Sicherheit keinen repräsentativen Charakter und soll
eher einen Eindruck des Einflusses der Randbedingungen auf die
verschiedenen Nachbehandlungsdauern vermitteln und eine praktische
Anwendung von Richtlinie bzw. DIN zeigen. Beispielsweise wurden nur zwei
verschiedene Umgebungsbedingungen angenommen, welche sich jedoch
sowohl im Sommer als auch im Winter ganz erheblich von den oben
genannten unterscheiden können. Außerdem wurde ein ganz gewöhnliches
Außenbauteil gewählt. Jedoch können auch die Bauwerksnutzungen
(Bürogebäude oder Brücke?) sehr unterschiedlich sein. Zuletzt sei darauf
hingewiesen, dass Betone bekanntlich mit erheblich höheren oder
niedrigeren Festigkeiten oder in anderen Zusammensetzungen (Zusatzmittel,
Zusatzstoffe) hergestellt werden können.
Beton 1
Beton 2
Wasserzementwert w/z
0,55
0,40
Zement
CEM 32,5
CEM 52,5
2-Tage-Festigkeit in %
der 28-Tage-Festigkeit
27
45 45 70 70
nach Richtlinie
Sommer Winter Sommer Winter
Umgebungsbedingungen ungünstig normal Ungünstig normal
Festigkeitsentwicklung langsam
langsam
Schnell schnell
Nachbehandlungsdauer
in Tagen
5 8 2 2
nach DIN
Sommer Winter Sommer Winter
Festigkeitsentwicklung r 0,45 0,45 0,70 0,70
Lufttemperatur in °C
29
8
29
8
Nachbehandlungsdauer
in Tagen
2 6 1 3
Abb. 9: Vergleich der Nachbehandlungsdauern nach DAfStb-Richtlinie und DIN
27
Annahme der Festigkeitsentwicklung aufgrund Ausführungen in: Weber/Tegelaar, Guter Beton Ratschläge für
die richtige Betonherstellung, 20. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 2001, S. 64
29
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
2 Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton
Zu erkennen ist in der vorhergehenden Abbildung, dass sich bis auf einen
Fall (Beton 2, Winter) die Nachbehandlungsdauern in der DIN gegenüber der
Richtlinie vermindert haben. Hieraus lässt sich erst mal keine Einwirkung auf
die Qualität der Nachbehandlung ableiten, allerdings werden mit Sicherheit
allein durch die kürzere Dauer die Kosten für die
Nachbehandlungsmaßnahmen gesenkt.
Was ist außerdem auffällig beim Vergleich der einzelnen
Nachbehandlungsdauern?
- Wie vor allem beim Beton 1 deutlich zu sehen, hat die Temperatur einen
größeren Einfluss auf die Nachbehandlungsdauer als die
Umgebungsbedingungen aus Sonne oder Wind. Nach der DIN verkürzt
sich die Nachbehandlung um vier Tage, nach der Richtlinie nur um drei.
- Die größere Mahlfeinheit des Zements und die daraus resultierende
höhere Zementfestigkeitsklasse führt zu einer höheren Frühfestigkeit und
deshalb auch zu kürzeren Nachbehandlungsdauern beim Beton 2.
- Auch der beim Beton 2 gegenüber Beton 1 erheblich niedrigere
Wasserzementwert hat einen deutlichen Einfluss auf die
Nachbehandlungsdauer.
30
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
3 Versuchsdurchführung
und Versuchsauswertung
Im Kapitel 3 wird auf die praktischen Laborversuche eingegangen.
In 3.1 werden zuerst die Versuche erläutert, in 3.2 die verwendeten Stoffe
und deren mögliche Auswirkungen und in 3.3 erfolgt schließlich die
Auswertung der Versuche anhand der Messergebnisse und der daraus
resultierenden Tabellen und Grafiken.
3.1
Erläuterung der durchgeführten Versuche
Wie schon erwähnt erfolgt hier eine Übersicht über die durchgeführten
Versuche und der daraus möglichen Aussagen.
Zunächst wird allerdings kurz erläutert, was mit welchen Betonmischungen
hergestellt wurde. Im Abschnitt 3.1.2 ist zusätzlich die Sieblinie der
Gesteinskörnung aufgeführt, die jedoch in dem Sinne keinen Einfluss hat, als
dass sie für alle Betonrezepturen gleich zusammengesetzt ist.
Am Schluss folgt eine kurze Fehleranalyse, die mit Sicherheit nur einen
oberflächlichen Charakter hat. Es werden lediglich mögliche Fehlerquellen
aufgezeigt, ohne hierbei in eine genaue, den Fehlern entsprechende Tiefe zu
gehen.
3.1.1 Einführung
Es wurden acht verschiedene Betonzusammensetzungen gewählt und
hergestellt:
Serie
Wasserzementwert Fließmittelzugabe Stabilisatorzugabe
1 0,45
2
0,45
0,3% von z
3
0,45
0,5% von z
4
0,45
0,5% von z
0,3% von z
5 0,60
6
0,60
0,3% von z
7
0,60
0,3% von z
8
0,60
0,3% von z
0,3% von z
z = Zementgehalt
Abb. 10: Darstellung der acht verschiedenen Betonrezepturen für die Laborversuche
31
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Abb. 11: Herstellung des Betons der Serie 4: Bereitstellen der abgewogenen Komponenten, Mischen von
Fließmittel und Wasser, Zufügen des Wassers zum trocken vorgemischten Zuschlag und Zement, Hinzufügen des
Stabilisators, fertiger Beton
Die Wasserzementwerte wurden vor Versuchsbeginn auf 0,45 bzw. 0,60
festgelegt, ebenso der Zementgehalt auf 350 kg/m². Zur Verwendung kam
ein CEM I 32,5 R der Firma Readymix, Werk Rüdersdorf. Die Bemessung
des Fließmittel- und Stabilisator-Gehalts erfolgte aufgrund von Versuchen
und theoretischen Überlegungen (siehe Kapitel 3.2.4).
Aus jeder Betonmischung wurden zwei Platten (40cm x 40cm x 7cm) und
neun Würfel (Kantenlänge 150mm) hergestellt. Es folgte die Durchführung
der unter 3.1.3 bis 3.1.11 beschriebenen Versuche für alle Serien:
- Frischbeton: Ausbreit- und Verdichtungsversuch, Überprüfung des
Luftporengehalts, Rohdichte
- Würfel: Festbetonrohdichten, Druckfestigkeiten nach
Rückprallhammer und Abdrücken nach zwei, sieben und 28 Tagen
28
28
siehe hierzu Anhang 1 -Terminplanung-
32
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
- Platten: Gewichts- und Schwindmessungen mit abschließender
105°C-Trocknung und Messung von relativer Feuchte und Temperatur
im Beton
Abb. 12: Herstellung der Platten zur Messung von relativer Feuchte und Temperatur im Beton
Die Lagerung der Probekörper erfolgte nach den Vorgaben einer
Erhärtungsprüfung. Der Unterschied zur Güte- bzw. Eignungsprüfung besteht
darin, dass die Probekörper in der Praxis unter bauwerksnahen Bedingungen
am Bauteil gelagert werden, wo der Beton eingebaut wurde. Im Labor wird
dies durch eine 28-Tage-Luftlagerung simuliert. Im Gegensatz dazu werden
bei der Güte- oder Erhärtungsprüfung die Körper sieben oder 28 Tage unter
Wasser gelagert. Die Platten verblieben über den gesamten Zeitraum von 28
Tagen in der Schalung.
Um eventuelle Einflüsse aus den Umgebungsbedingungen auf die relative
Feuchte und Temperatur erkennen zu können, wurden zusätzlich diese
beiden Parameter auch in der Umgebung gemessen.
29
29
siehe hierzu Anhang 4 -Feuchte- und Temperaturmessungen im Raum-
33
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
3.1.2 Kornzusammensetzung/Siebversuch
30, 31, 32
Um sicher zu stellen, dass die verwendeten Zuschläge auch der vorher
gewählten Sieblinie A/B16 entsprechen, wurde vor Beginn der
Betonherstellung die Kornzusammensetzung überprüft. Hierfür wurden zwei
Prüfmengen von je 3500 g im Siebturm gesiebt. Anschließend wurde das
jeweils oberste Sieb abgenommen und durch Handsiebung über Papier
nochmals kontrolliert. Durchgefallene Körner wurden auf das nächstkleinere
Sieb zugegeben. Die im Sieb verbliebene Menge wurde gewogen.
Die Prüfmengen setzten sich folgendermaßen zusammen:
Korngruppe
Anteil
%
Gewicht
g
0/2 32
1120
2/4 14
490
4/8 22
770
8/16 32
1120
Summe 3500
Prüfgutmindestmenge nach DIN 4226, Teil 2 = 2000g
Abb. 13: Zusammensetzung der Prüfmengen
Der Siebversuch ergab folgendes Ergebnis:
Versuch
Gesamt-
rückstand
Rückstand in g auf dem Sieb
g
0,125 0,25 0,5 1 2
4
8 16 31,5 63
1 3517
44
448
437
170
475
976
967
0
0
0
2 3507
42
442
445
190
457
948
983
0
0
0
Summe 7024 86
890
882
360
932
1924
1950
0 0 0
Rückstand R
%
1
13
13
5
13
27
28
0
0
0
Durchgang D
%
0
1
14
27
32
45
72
100 100 100
Abb. 14: Ergebnis der Siebversuche
30
Bayer/Klose, Beton Prüfung nach Norm, 10. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 1996, S. 15 ff.
31
Iken/Lackner/Zimmer, Handbuch der Betonprüfung Anleitungen und Beispiele, 4. Auflage, Düsseldorf, 1994, S.
109 ff.
32
Weber/Tegelaar, Guter Beton Ratschläge für die richtige Betonherstellung, 20. überarbeitete Auflage,
Düsseldorf, 2001, S. 30 f.
34
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Der Unterschied zwischen der Prüfgutmenge von insgesamt 7000g und dem
Prüfergebnis von 7024g lässt sich vor allem durch unsaubere Siebe erklären.
Hier ist eine Abweichung von 1% der Prüfgutmenge (=70g) zulässig.
Als weitere Ergebnisse lassen sich nun D-Summe und Körnungsziffer
feststellen: D-Summe =
D = 491, Körnungsziffer
09
,
4
100
D
900
=
-
=
K
.
Der Rückstand R wird gebildet, indem für jedes Sieb der Einzelrückstand
durch den Gesamtrückstand geteilt wird. Dieses Ergebnis ist mit 100 zu
multiplizieren, um eine Angabe in Prozent zu erhalten. Resultierend aus dem
Rückstand R in % kann auf den Durchgang D geschlossen werden:
Durchgang D = 100% - Rückstand R (%).
Um die D-Summe zu berechnen, werden die Durchgänge der Einzelsiebe
(bis einschließlich 63 mm) addiert. Über die Beziehung 100 K + D = 900 kann
durch Umstellen der Formel nach K die Körnungsziffer bestimmt werden (s.
o.). Mit der Körnungsziffer wiederum kann der Wasseranspruch des Betons
ermittelt werden. Dies war allerdings bei den vorliegenden Versuchen nicht
notwendig, da der Wasserzementwert mit 0,45 bzw. 0,60 vorgegeben war
und der Zementgehalt für alle Serien einheitlich auf 350kg/m³ festgelegt
wurde.
Als Ergebnis des Siebversuchs konnte folgende Sieblinie in das Diagramm
eingetragen werden:
35
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Abb. 15: Sieblinie der verwendeten Zuschläge
Eine Sieblinie A/B16 war angestrebt, diese wurde mit dem Versuch
nachgewiesen. Somit konnte der Zuschlag in den vorher festgelegten
Anteilen verwendet werden.
3.1.3 Ausbreitversuch
33, 34
Nach Durchführung des Ausbreitversuchs lässt sich eine Aussage über die
Konsistenz des Frischbetons treffen. Diese ist ein Maß für Steifheit bzw.
Verformbarkeit des Betons, woraus sich wiederum auf die Verarbeitbarkeit
des Betons schließen lässt. Mit dem Ausbreitmaß kann der Beton in
plastische bis fließfähige Konsistenzen eingeteilt werden. Für steife
Konsistenzen eignet sich der Verdichtungsversuch (siehe 3.1.4).
33
Weber/Tegelaar, Guter Beton Ratschläge für die richtige Betonherstellung, 20. überarbeitete Auflage,
Düsseldorf, 2001, S. 114 ff.
34
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 209
36
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Zur Durchführung des Ausbreitversuchs werden im Wesentlichen ein
Ausbreittisch (70cm x 70cm) und eine kegelstumpfförmige Form samt
Schmutzkragen benötigt. Hilfsmittel sind Holzstab, Einfüllschaufel, Stahllineal
sowie Zollstock.
Zuerst sind alle Geräte feucht abzuwischen. Nachdem die Form mittig auf
den Ausbreittisch aufgesetzt wurde, wird sie bis zur Hälfte mit Beton gefüllt.
Dann wird der eingefüllte Beton mit dem Holzstab ohne Verdichtungswirkung
geebnet, um folgend die gesamte Form mit etwas Überstand zu füllen.
Dieser Überstand wird ohne Verdichtungswirkung sägezahnartig
abgestrichen, der Überstand fällt auf den Schmutzkragen. Die Arbeitsfläche
ist erneut zu reinigen und feucht abzuwischen, bevor die Form senkrecht
hochgezogen wird. Die Platte des Ausbreittisches wird 15 mal innerhalb von
15 Sekunden bis zum Anschlag angehoben und wieder fallen gelassen.
Hierbei ist zu beachten, dass die Füße auf die Trittbleche des Ausbreittischs
gestellt werden, um diesen gegen Verrutschen und Anheben zu sichern. Der
Beton muss während des Versuch und auch danach eine geschlossene und
gleichförmige Struktur aufweisen.
Nach 15 Schlägen wird parallel zu den Tischkanten der Durchmesser des
ausgebreiteten Betons gemessen und hiervon der Mittelwert genommen. Aus
diesem Mittelwert lässt sich mit Hilfe der am Ende dieses Kapitels folgenden
Tabelle die Konsistenz des Frischbetons nach dem Ausbreitmaß bestimmen.
Weigler/Karl
35
merken zum Ausbreitversuch außerdem an, dass er aufgrund
der einfachen Versuchseinrichtung auch für die Baustelle gut geeignet sei.
Abb. 16: Durchführung des Ausbreitversuchs: Füllen der Kugelstumpfform, 15-maliges Anschlagen der Platte,
Messen des Ausbreitmaßes
35
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 209
37
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Abb. 17: Konsistenzklassen des Frischbetons, Bestimmung nach Ausbreit- und Verdichtungsversuch (3.1.3/3.1.4)
36
3.1.4 Verdichtungsversuch
37, 38
Auch der Verdichtungsversuch liefert Aussagen zur Konsistenz und damit zur
Steifheit und Verarbeitbarkeit des Frischbetons. Im Gegensatz zum
Ausbreitversuch lassen sich mit dem Verdichtungsversuch allerdings
maximal weiche Konsistenzen belegen, allerdings auch sehr steife
Konsistenzen, die mit dem Ausbreitversuch nicht mehr nachgewiesen
werden können.
Zur Durchführung des Verdichtungsversuchs werden ein Behälter (40cm x
20cm x 20cm), eine Betonkelle, ein Stahllineal und ein Zollstock benötigt.
Auch hier sind zuerst alle Geräte feucht abzuwischen. Es folgt das Einfüllen
des Betons, welches reihum über die vier Kanten des Behälters erfolgt, bis
dieser mit leichtem Überstand gefüllt ist. Mit Hilfe des Stahllineals wird der
Überstand entfernt. Anschließend wird der Beton verdichtet, dies kann
beispielsweise auf einem Rütteltisch oder mit einem Innenrüttler geschehen.
36
Ebeling/Knopp/Pickhardt, Beton Herstellung nach Norm, 14. überarbeitete Auflage, Köln, 2002, S. 32
37
Weber/Tegelaar, Guter Beton Ratschläge für die richtige Betonherstellung, 20. überarbeitete Auflage,
Düsseldorf, 2001, S. 116 f.
38
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 209
38
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Nach der Verdichtung wird an den vier Seitenflächen des Behälters das
Abstichmaß s (in cm) gemessen und daraus der Mittelwert s
m
gebildet.
Zur Ermittlung der Konsistenz wird nun das Verdichtungsmaß c benötigt,
welches sich aus der Formel
m
s
40
40
c
-
=
errechnet. Nach diesem Wert ist die Konsistenz aus der am Ende des
vorherigen Abschnitts abgebildeten Tabelle zu entnehmen.
Auch zu diesem Versuch merken Weigler/Karl
39
an, dass er aufgrund der
einfachen Versuchseinrichtung auch für die Baustelle gut geeignet sei.
Abb. 18: Durchführung des Verdichtungsversuchs: Befüllen des Behälters und Abstreichen der Oberfläche,
Verdichten, Messen des Verdichtungsmaß
3.1.5 Luftporengehalt von Frischbeton
40, 41
Der Luftporengehalt von Frischbeton wird nach dem
Druckausgleichsverfahren ermittelt. Er gibt einen Hinweis auf den
Verdichtungsgrad. Bei Betonen mit Anforderungen an hohen Frost- und
Tausalzwiderstand (Straßenbau) wird beispielsweise ein Mindestgehalt sehr
kleiner Luftporen gefordert.
Zur Ermittlung des Luftporengehalts wird ein sogenannter Luftporentopf
benötigt, der aus Topf und Oberteil besteht. Das Oberteil beherbergt die
39
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 209
40
Bayer/Klose, Beton Prüfung nach Norm, 10. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 1996, S. 22 f.
41
Weber/Tegelaar, Guter Beton Ratschläge für die richtige Betonherstellung, 20. überarbeitete Auflage,
Düsseldorf, 2001, S. 120 f.
39
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Druckkammer, eine Luftpumpe und ein Manometer. Außerdem werden ein
Stahllineal und eine Spritzflasche benötigt.
Der feucht ausgewischte Luftporentopf wird mit Beton gefüllt. Nach der
Verdichtung muss der Rand des Topfs sauber abgewischt werden, damit der
Deckel mit dem Topf bündig schließen kann. Der Deckel wird auf den Topf
aufgesetzt und verschlossen. Durch eines der Ventile wird dem Topf mit der
Spritzflasche so lange Wasser zugeführt, bis es durch das andere Ventil
wieder entweicht. Die Ventile werden geschlossen. Mit der Luftpumpe wird
Luft in den Behälter gepumpt, bis der Manometerzeiger über der
Nullmarkierung steht. Nach Öffnen des Druckausgleichsventils kann der
Luftgehalt am Manometer abgelesen werden.
Abb. 19: Bestimmung des Luftgehalts im Frischbeton nach dem Druckausgleichsverfahren
42
3.1.6 Frischbetonrohdichte
43, 44
,,Die Rohdichte des Frischbetons gibt Hinweise auf die Gleichmäßigkeit der
Betonzusammensetzung (...)."
45
Die Durchführung des Versuchs ist einfach, die Frischbetonrohdichte wurde
hier mittels Würfelformen ermittelt. Hierzu wird der Beton in die vorher
gewogene leere Würfelform (150mm Kantenlänge) eingefüllt, verdichtet, der
42
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 221
43
Bayer/Klose, Beton Prüfung nach Norm, 10. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 1996, S. 21 f.
44
Weigler/Karl, Beton: Arten Herstellung Eigenschaften, Berlin, 1989, S. 218 f.
45
Bayer/Klose, Beton Prüfung nach Norm, 10. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 1996, S. 21
40
Diplomarbeit Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
3 Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung
Überstand mit einem Stahllineal abgestrichen und dann die volle Würfelform
gewogen. Nach Abzug des Gewichts der leeren Würfelform vom
Gesamtgewicht erhält man das Betongewicht. Teilt man das Betongewicht m
(in kg) durch das Volumen der Würfelform V (in dm³) erhält man die
Frischbetonrohdichte
(
V
m
=
). Der Versuch wird mit einer Serie von drei
Würfeln durchgeführt, um einen Mittelwert zu erhalten.
Die Frischbetonrohdichte nimmt aufgrund der Dichten der einzelnen
Betonbestandteile mit steigendem Zementgehalt, abnehmendem w/z-Wert
und abnehmendem Luftporengehalt zu.
Abb. 20: Bestimmung der Frischbetonrohdichte: Füllen und Verdichten des Probekörpers, Abstreichen der
Oberfläche, Wiegen der gefüllten Probewürfelform
3.1.7 Festbetonrohdichte
46
Vor der Druckfestigkeitsprüfung wird die Festbetonrohdichte an den
Prüfkörpern ermittelt. Es wird hierbei ähnlich wie bei der Ermittlung der
Frischbetonrohdichte vorgegangen. Nach Wiegen des Probekörpers wird das
Volumen durch Messen der drei Kantenlängen bestimmt. Teilt man nun die
Masse m durch das Volumen V, erhält man die Festbetonrohdichte
V
m
=
.
Auch bei diesem Versuch nimmt man als maßgebenden Wert das
arithmetische Mittel einer Serie von drei Prüfkörpern.
46
Bayer/Klose, Beton Prüfung nach Norm, 10. überarbeitete Auflage, Düsseldorf, 1996, S. 27
41
Ende der Leseprobe aus 235 Seiten
- nach oben
- Arbeit zitieren
- Florian Schulz (Autor:in), 2002, Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185829
Blick ins Buch
-
-
-
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen. -
-
Laden Sie Ihre eigenen Arbeiten hoch! Geld verdienen und iPhone X gewinnen.