Einführung in die Betontechnologie - Unternehmen · Danach wird der Beton beobachtet und...

Einführung in die Betontechnologie

Schulung 18.06.2010

Frischbeton

Ing. - Büro Körner Prüflabor

• Beton – ein Baustoff aus mehreren Komponenten

• Zement

• Wasser

• Zusatzmittel

• Zusatzstoff


Der Zement

Name CEM I CEM II CEM III

Zusammen-

setzung

95% Klinker,

keine Zusätze

bis 80% Klinker,

Zusätze wie KSM oder HS und

FA

bis 65% Klinker, Zusatz HS

Festigkeiten 32,5 - 52,5 N/mm² 32,5 -52,5 N/mm² 32,5 +42,5 N/mm², selten 52,5 N/mm²

Farbe dunkelgrau grau bis hellgrau hellgrau

Besonderheiten sulfatbeständigsulfatbeständig, niedrige

Hydratationswärme

Vorteilehohe Frühfestigkeiten, Endfestigkeit

meist bereits nach14-20 Tagen

Frühfestigkeit ok, Endfestigkeit spät,

Sichtbeton, kaum Wasserabsondern,

geringe Wärme, geeignet für hohe

Konsistenzen

Sichtbeton, sehr geringe Wärme, geeignet für

hohe Konsistenzen

Nachteilenicht geeignet für hohe Konsistenzen,

Probleme bei Sichtbeton (gr. Farb-

unterschiede), sondert Wasser ab

Probleme bei niedrigen TemperaturenProbleme bei niedrigen Temperaturen, Früh-

und Endfestigkeit spät,


Der Zement ist das Bindemittel des Beton. Er hydratisiert, d.h. er reagiert chemisch mit dem Wasser (Zementleim) und verbindet dadurch die einzelnen Körner des Gerüstes aus Sand und Kies/Splitt.Zement ist ein hydraulisches Bindemittel. Er braucht Wasser zur Erhärtung, erhärtet an der Luft und auch unter Wasser.Grundsätzlich können wir bei uns die gebräuchlichen Zemente in 3 Klassen einordnen:

Gesteinskörnungen

• Funktionen des Zuschlags im Betongefüge

• Lastabtrag

• Füllerwirkung

• Begrenzung des Zementleimvolumens

• Erzielung hoher Dichten


GesteinskörnungenSeit Einführung der neuen Betonnorm spricht man von Gesteinskörnungen. Früher gab es unterschiedliche Bezeichnungen wie Zuschlagstoffe, Zuschläge o.ä. Die Gesteinskörnungen sind bei Normalbeton -Sand, Kies und/oder Splitt.


Name Kies SplittSchwer- und

Leichtzuschlag

Art Rundkorn gebrochenes KornRundkorn und

gebrochenes Korn

Gewinnung nass aus Fluss oder Seen trocken aus Steinbrüchentrocken aus Steinbrüchen;

künstlich aus Ton

Vorkommen z.B. Rhein, Elbe, Main Westerwald, Umgebung v. HalleMarokko, Südafrika;

Böhmen(Tschechien)

Besonderheiten

dichtes Gefüge,

gleichmäßige Kornform,

Dichte bei 2600 kg/m³Dichte bei 2700 kg/m³

Dichte bei 3000-5000

kg/m³;

Dichte < 2000 kg/m³

Vorteile

saugt kein Wasser, wenig

Oberfläche weniger

Wasseranspruch, gute

Frostbeständigkeit

gute Verzahnung, sehr gut im

Spritzbeton

Einsatz im Strahlenschutz;

guter Wärmespeicher

Nachteilesaugt Wasser, Frostbeständigkeit nicht

immer gegeben,

schwierig zu pumpen, hoher

Mehlkorn; nicht pumpbar,

Konsistenzproblem durch

saugen

Gesteinskörnungen - Sieblinien


Die Kornzusammensetzung des Betonzuschlags bestimmt die Dichte und den Wasseranspruch einer Betonmischung, der zur Erzielung einer ausreichenden Verarbeitbarkeit erforderlich ist. Die Kornzusammensetzung der Gesteinskörnungen wird durch Siebversuche mit Prüfsieben bestimmt und mit Sieblinien dargestellt, welche den Anteil des Zuschlages in Gewichtsprozenten zeigen, der kleiner als die zugehörige Korngröße ist. Der Zuschlag kann einer stetigen oder einer unstetigen Sieblinie folgen.

Zugabewasser


Beim Zugabewasser wird unterschieden zwischen

Frischwasser und Brauchwasser.

Frischwasser hat grundsätzlich keinen negativen Einfluss auf die Frischbetoneigenschaften.

Bei Brauchwasser können Probleme für den Frischbeton auftreten.

Prinzipiell wird das Brauchwasser aus der Recyclinganlage gewonnen, in der die Trommeln der Fahrmischer gewaschen werden und gleichzeitig Restbeton entsorgt wird.Nach Großbetonagen kann es dazu kommen, dass sich sehr viel Restbeton in der Anlage befindet und dadurch das Brauchwasser viel feine Schwebstoffe enthält. Diese feinen Teilchen kommen zusammen mit dem Wasser in den Mischer und erhöhen am Frischbeton die Feinstanteile, die einen höheren Wasseranspruch zur Folge haben.Wird dies nicht berücksichtigt ist die Konsistenz zu gering. Wird im Werk zusätzlich Wasser zugegeben, kann die Qualität des Festbetons herabgesetzt werden.

Vom 3-Stoff-System zum 5-Stoff-System


Zement + Zuschlag + WasserKonsistenz < F4 (480 mm)w/z – Wert > 0,60

Zement + Zuschlag + Wasser + Verflüssiger/FließmittelKonsistenz < F5 (620 mm)w/z – Wert > 0,40 bis 0,60

Zement + Zuschlag + Wasser + Fließmittel + SilicastaubKonsistenz < F6 (700 mm)w/z – Wert > 0,20 bis 0,40

Expositionsklasse XC - Karbonatisierung


Die Expositionsklasse XC steht für „Karbonatisierung“.Häufig zu sehen an Balkonbrüstungen der 70-er Jahre…Für die Betonbestellung heute kann man als Kontrolle annehmen:Alle Innenbauteile max. XC1 Bei Außenbauteilen von XC2 bis XC4

Expositionsklasse XD - Chloride


Die Expositionsklasse XD steht für „Chloridangriff“.Häufig zu sehen an Stützenfüßen in Tiefgaragen, allerdings nur als Rostfleck!!!Für die Betonbestellung heute kann man als Kontrolle annehmen:Deckenunterseiten in Tiefgaragen max. XD1Bei Stützen und Wänden XD2 und XD3Bei Bodenplatten und Fahrbahnen und manchmal auch bei Fundamenten XD3

Expositionsklasse XF - Frost


Die Expositionsklasse XF steht für „Frostangriff“.Häufig zu sehen an Bodenplatten und Brückenkappen.Für die Betonbestellung heute kann man als Kontrolle annehmen:Bei Außenbauteilen ab 1. OG max. XF1Bei Stützen und Wänden bis EG XF2 und XF3Bei Brückenkappen und Rampen immer XF4

Expositionsklasse XA – chemischer Angriff


Die Expositionsklasse XA steht für „chemischer Angriff“.

Für die Betonbestellung heute kann man als Kontrolle annehmen:Bei Außenbauteilen in Wohngebieten meistens XA1Bei Außenbauteilen in Industriegebieten oder in der Nähe von landwirtschaftlichen Betrieben oder in Weinanbaugebieten oft XA2 oder sogar XA3Wichtig, wenn Baustelle im vorhergenannten Gebiet liegt:Bodengrundgutachten beachten bzw. beim Bauherrn anfordern

Entscheidungskriterien für den richtigen „Frisch“beton


BaustellenbedingungenOrtbeton oder FertigteilFördern und EinbringenGrößtkornKonsistenz

Bauteilabmessungen und BewehrungsgehaltSieblinieGrößtkornKonsistenz

BetoniergeschwindigkeitKonsistenzSchalungsdruck

WitterungTemperaturKonsistenz

Welche Kontrollen können auf der Baustelle durchgeführt werden


Bei Ankunft der Betonlieferung auf der Baustelle müssen diverse Prüfungen nach DIN 1045 – 3 durchgeführt werden:

- Konsistenzprüfung- Temperaturermittlung Frischbeton/Luft- Luftporenprüfung- Herstellung von ProbekörpernBei Leicht- und Schwerbeton ist zusätzlich erforderlich- Ermittlung der RohdichteSowie bei Straßenbeton weiterhin die-Ermittlung des Wassergehaltes

Wichtig, aber nicht vorgeschrieben:

-Kontrolle der Farbe des Frischbetons-Das Wasserhaltevermögen – Bluten-Die Sieblinie

Konsistenzprüfung – Das Ausbreitmaß


Zunächst wird die Platte mit Wasser befeuchtet. Anschließend ist der kegelstumpfförmige Behälter mittig aufzusetzen und mit Frischbeton zu füllen.Nach der Hälfte wird der Beton im Trichter mit dem Stößel leicht gedrückt. Danach wird der Trichter vollgefüllt und der überschüssige Beton abgestreift. Der Behälter wird hochgezogen und der Beton breitet sich aus. Der Ausbreittisch wird nun innerhalb von 15 Sekunden ruckfrei 15mal bis zum Anschlag um vier Zentimeter angehoben und fallen gelassen. Durch diese Erschütterungen breitet sich der Frischbeton weiter aus. Danach wird der Durchmesser des Betonkuchens gemessen. Der durchschnittliche Durchmesser ist das Ausbreitmaß.

Zuschlag und Zusammenhalt ist hier gut zu erkennen

Ermittlung des Luftporengehaltes


Topf in 3 Schichten befüllen und jeweils auf dem Rütteltisch verdichten bis keine größeren Luftblasen mehr austreten. Falls Behälter nicht bündig gefüllt ist, kann Beton nachgefüllt und erneut abgestrichen werden. Rand sorgfältig säubern und Drucktopfdeckel aufsetzen.Deckel verschrauben und alle Ventile öffnen.Durch ein Ventil Wasser einspritzen, sodass die Luft zwischen Deckel und Betonoberfläche mit Wasser gefüllt ist.Solange Wasser nachfüllen, bis es am Auslassventil blasenfrei austritt.Danach die Ventile schließen und mittels Luftpumpe einen definierten Druck herstellen (Kennzeichnung am Manometer).Dieser Druck wird in den mit Beton gefüllten Topf durch Knopfdruck o.ä. eingeleitet.

Der Luftgehalt kann nun in % am Manometer abgelesen werden.

Fehlermöglichkeiten: Restluft zw. Deckel und Betonoberfläche zu viel LuftBeton unvollständig verdichtet zu viel LuftDruckluft dringt nicht richtig ein zu wenig LuftTopfrand undicht zu wenig Luft

Ermittlung der Rohdichte


Die leere Form wird gewogen und das Gewicht notiert.Danach wird die Form gefüllt und so lange verdichtet, bis keine Luftblasen mehr austreten.Die volle Form wird erneut gewogen und das Gewicht notiert.Danach wird das Volumen der Form ermittelt

PK – Form = 150 x 150 x 150 mm = 3375000 mm³ = 0,003375 m³

Rohdichte = Gewicht des Betons / Volumen neu in kg/m³

Wasserrückhaltevermögen - Bluten


Für diese Prüfung wird 2/3 eines 10 l Eimers mit Beton gefüllt und verdichtet.

Danach wird der Beton beobachtet und gegebenenfalls das aufsteigende Wassergesammelt.

Sollte ein Schnapsglas vollständig mit Wasser gefüllt werden können, sollte der Beton, je nach Bauteil und Anforderung nicht mehr eingebaut werden.

Kontrolle des Zuschlags - Sieblinie

Für diese Prüfung wird 2/3 eines 10 l Eimers mit Beton gefüllt.Über einen Wasserschlauch wird unter ständiger Wasserzugabe der Zement vorsichtig ausgewaschen. Die Wasserzugabe sollte gering sein, damit der feine Sand nicht mit ausgewaschen wird.

Ende der Schulung


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