Selbstverdichtender Beton Einleitung ... Selbstverdichtender Beton Einleitung Selbstverdichtender...

download Selbstverdichtender Beton Einleitung ... Selbstverdichtender Beton Einleitung Selbstverdichtender Beton

of 24

  • date post

    21-Nov-2020
  • Category

    Documents

  • view

    1
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Selbstverdichtender Beton Einleitung ... Selbstverdichtender Beton Einleitung Selbstverdichtender...

  • Selbstverdichtender Beton Einleitung Selbstverdichtender Beton (Kurzform: SVB; engl.: Self Compacting Concrete, Kurzform: SCC) und vibrierter Beton unterscheiden sich durch ihre Frischbetoneigenschaften und durch die Art der Verdichtung. SCC erfordert keine Verdichtungsenergie z. B. durch Rütteln oder Stampfen und weist folgende Eigenschaften auf:

    SCC bietet eine Alternative zu vibriertem Beton in vielen Bereichen, wie Hochbau, Tiefbau, Tunnelbau, Vorfertigung und Instandsetzung. Im Vergleich zu vibriertem Beton zeigt SCC folgende Vorteile:

    Fliessfähigkeit ohne Entmischung („honigartige“ Konsistenz) Entlüftung des Betons während des Fliessens vollständiges Füllen der Schalung, einschliesslich aller Aussparungen, Bewehrungszwischenräume usw. mit homogenem Beton Wegfall der Verdichtungsarbeit

    höhere Einbauleistung und schnellere Ausführung geringerer Personalbedarf einfaches Betonieren von schlanken Bauteilen und Bauteilen mit dichter Bewehrung Verfüllen von schwer zugänglichen Bereichen gleichmässige Betonqualität im gesamten Bauwerk grössere Freiheit in der Formengebung Reduktion störender Lärmemissionen beim Einbau Arbeitserleichterung und Vermeidung vibrationsbedingter Krankheiten weniger Nachbearbeitungsaufwand

  • Abb. 4.3.1: Stabiler SCC: die Gesteinskörnung wird in der Schwebe gehalten.

    Fliessfähige Betone, die ohne Vibrieren in Pfähle oder Schlitzwände eingebracht werden, sowie leicht verdichtbare Betone der Konsistenzklasse F5/F6, die gelegentlich im Hochbau eingesetzt werden (Abb. 3.5.1 unter Verdichten), zählen nicht zur Klasse der selbstverdichtenden Betone.

    Normative Anforderungen Ausschreibung Selbstverdichtender Beton muss die Anforderungen der Normen SN EN 206-1 und SN EN 206-9 erfüllen. Er wird in der Schweiz mit speziellen Konsistenzklassen – Setzfliessmassklasse und Blockierneigungsklasse – oder Zielwerten bezeichnet (Tab. 4.3.1).

  • Tab. 4.3.1: Konsistenzklassen und Grenzwerte für SCC gemäss der Norm SN EN 206-9.

    Nachweis Die Frischbetoneigenschaften werden durch die SCC-spezifischen Prüfverfahren nachgewiesen.

    Bestimmung des Setzfliessmasses (SF) Für die Bestimmung des Setzfliessmasses wird der Setzmasstrichter nach SN EN 12350-2 verwendet. Der Trichter wird auf eine angefeuchtete, ausreichend grosse Ausbreitplatte (≥ 900 × 900 mm) gestellt und mit SCC gefüllt. Anschliessend wird der Kegelstumpf angehoben und der SCC breitet sich unter seinem Eigengewicht aus, ohne Zufuhr von Verdichtungs- energie.

    Setzfliessmass:

  • Gl. 4.3.1

    Abb. 4.3.2: Bestimmung des Setzfliessmasses gemäss der Norm SN EN 12350-8.

    Bestimmung der Blockierneigung (L-Kasten-Versuch) Der Frischbeton wird in den vertikalen Teil eines L-förmigen Kastens eingefüllt. Der horizontale Teil ist durch einen Schieber abgeschlossen. Hinter dem Schie- ber befinden sich zwei oder drei Bewehrungsstäbe, die nach dem Öffnen des Schiebers umflossen werden. Nach dem Ende der Fliessbewegung werden die Höhen im vertikalen Bereich des Kastens (h1) und am Ende des horizontalen Kastens gemessen (h2). Aus dem Ver- hältnis h2/h1 ergibt sich das Fliessvermögen PL. Zusätz- lich kann auch die Fliesszeit des Betons vom Öffnen des Verschlussschiebers bis zum Ende des Erreichens des vertikalen Bereichs gemessen werden.

  • Abb. 4.3.4: Bestimmung der Blockierneigung gemäss der Norm SN EN 12350-10.

    Weitere Konsistenzklassen können – sofern erforderlich – als zusätzliche Anforderungen festgelegt werden. Die Konsistenz ist zum Zeitpunkt der Verwendung bzw. bei Transportbeton zum Zeitpunkt der Anlieferung auf der Baustelle zu bestimmen.

    Für ein Setzfliessmass von weniger als 620 mm besteht erfahrungsgemäss ein erhöhtes Risiko für die Bildung von Blockaden und Kiesnestern. Wenn das Setzfliessmass 750 mm übertrifft, steigt das Risiko der Entmischung stark an. In der Praxis wird für die meisten Anwendungen (Boden- und Deckenplatten, Wände, Stützen) SCC mit einem Setzfliessmass von 660 bis 720 mm eingesetzt, welches der Klasse SF2 entspricht.

    Zusätzlich zu den Messwerten ist auch die Form des Betonkuchens bedeutsam. Sie sollte bei der Beurteilung des Betons berücksichtigt werden (Abb. 4.3.3).

    Im Rahmen der Erstprüfung ist nachzuweisen, dass der Beton die geforderten Eigenschaften mit einem ausreichenden Vorhaltemass erfüllt. Dies gilt insbesondere für die Robustheit gegenüber Wasserschwankungen, hier ist der zulässige Bereich des Wassergehaltes festzulegen.

  • Abb. 4.3.3: Qualitative Beurteilung des Betonkuchens.

    Betontechnologie Zement Grundsätzlich sind alle Zemente für die Herstellung von selbstverdichtendem Beton geeignet, sofern sie in der Norm SN EN 206-1 aufgeführt und für die ausgewählte Expositionsklasse zugelassen sind. Die am häufigsten verwendeten Zemente sind Portlandkompositzemente (z.B. Optimo 4, Bisolvo 3R oder spezielle Kundenzemente). Durch den hohen Fliessmittelgehalt von SCC verzögert sich die Festigkeitsentwicklung. Daher werden für das Betonieren bei kalter Witterung, kurze Verweilzeiten in der Schalung und für die Vorfertigung von hochfesten oder stark exponierten Bauteilen die folgenden Zemente empfohlen:

    Der hohe Zementgehalt von SCC kann zu erhöhter Hydratationswärmeentwicklung führen. Für die Herstellung von massigen Bauteilen wird daher zur Verwendung eines Zements der Zementfestigkeitsklasse 32,5 geraten:

    Zugabewasser Da der Wassergehalt die Viskosität und Selbstverdichtung von selbstverdichtendem Beton massgeblich beeinflusst, muss der Zielwert mit möglichst geringer Abweichung eingehalten werden. Es ist sehr wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt der Gesteinskörnung, insbesondere des Sandes, regelmässig zu bestimmen und bei der Wasserzugabe zu berücksichtigen. Recyclingwasser kann verwendet werden, jedoch wirkt sich ein hoher Feststoffanteil ungünstig auf die Mischungsstabilität aus..

    Portlandzement (Normo 5R) für die Vorfertigung schlanker Bauteile Portlandsilikastaubzement (Fortico 5R) für stark exponierte Bauteile

    Portlandkompositzement (Bisolvo 3R)

  • Gesteinskörnung Der Hohlraumgehalt der Gesteinskörnung ist bei SCC besonders wichtig, da er massgebend für das erforderliche Feinststoffvolumen ist. Grundsätzlich kann für die Herstellung von SCC eine runde oder gebrochene Gesteinskörnung verwendet werden. Die runde Gesteinskörnung hat den Vorteil, dass sie lose geschüttet einen geringeren Hohlraumgehalt aufweist und entsprechend weniger Leim benötigt. Gebrochene Gesteinskörnungen haben den Vorteil, dass sie aufgrund der grösseren Oberfläche bei gleichem Gewicht leichter in der Schwebe zu halten sind. In der Regel wird SCC mit einem Grösstkorn von 16 mm hergestellt. Damit wird dem Risiko einer Entmischung entgegengewirkt und ein mögliches Blockieren des SCC beim Umfliessen der Bewehrung verhindert. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass bei einfacher Geometrie und genügend grossem Abstand der Bewehrungsstäbe für die Klasse SF1 auch ein Grösstkorn von 32 mm verwendet werden kann.

    Die Kornzusammensetzung ist durch einen erhöhten Gehalt an Sand und Feinstanteilen gekennzeichnet. Für ein Korngemisch 0/16 mm sollte der Siebdurchgang bei 2 mm idealerweise zwischen 38 M.-% und 42 M.-% liegen. Der Anteil < 0.125 mm sollte im Bereich von 4 bis 6 M.-% liegen. In Abbildung 4.3.5 sind Sieblinien für SCC für Dmax = 16 mm und für Dmax = 32 mm dargestellt.

    Tab. 4.3.2: Empfohlenes Grösstkorn für SCC in Abhängigkeit der Konsistenzklasse.

  • Empfehlungen für den Mehlkorngehalt (Zement, Zusatzstoffe, Gesteinskörnung ≤ 0.125 mm) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Korngemischen werden in Tabelle 4.3.3 gegeben.

    Tab. 4.3.3: Empfohlener Mehlkorngehalt für SCC in Abhängigkeit vom Korngemisch.

    Zusatzmittel Um die gewünschte Verflüssigung eines SCC zu erreichen, kommen Fliessmittel auf der Basis von Polycarboxylaten und Polycarboxylatethern zum Einsatz. Allgemein gilt es zu beachten, dass eine hohe Fliessmitteldosierung zu Entmischungen führen und den Abbindebeginn des Betons verzögern kann. Stabilisatoren erhöhen die Stabilität der Mischung und verhindern das Bluten und das Absinken der groben Gesteinskörnung. Sie dienen vornehmlich dazu, die Auswirkungen der Schwankungen des Wassergehalts der Gesteinskörnung zu mindern. Speziell abgestimmte Luftporenbildner können eingesetzt werden, um den Frost- Tausalzwiderstand zu erhöhen.

    Abb. 4.3.5: Sieblinien für SCC mit Dmax = 16 mm (links) und Dmax = 32 mm (rechts). Bewährte

  • Kornzusammensetzungen für SCC befinden sich im Bereich zwischen den roten Linien (logarithmische Darstellung).

    Zusatzstoffe Die besonderen Anforderungen an die Fliessfähigkeit eines selbstverdichtenden Betons bedingen einen erhöhten Mehlkorngehalt. Werden keine Portlandkompositzemente verwendet, ist die Zugabe von Zusatzstoffen üblich. In der Schweiz wird am häufigsten Flugasche verwendet. Gelegentlich kommen auch Gesteinsmehle zum Einsatz.

    Herstellung Grundsätzlich sind die üblichen Mischertypen in Transportbetonwerken, Ortsbetonanlagen und Fertigteilanlagen für die Herstellung von selbstverdichtendem Beton geeignet. Bei der Herstellung von SCC gelten die gleichen Empfehlungen für die Reihenfolge der Dosierung der Komponenten wie für vibrierten Beton.

    Die Homogenität und die optimale Wirkung der Zusatzstoffe und Zusatzmittel in SCC hängen wesentlich von der Mischintensität und -dauer ab. In der Regel wird deshalb von einer mittleren Nassmischzeit von 120 Sekunden ausgegangen.

    Transport SCC kann aufgrund seiner hohen Fliessfähigkeit nur im Fahrmischer transportiert werden. Die T