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TRANSCRIPT
Praxisgerechte Regelwerkefür Beton
Christoph MüllerIngmar Borchers, Eberhard Eickschen,
Sebastian Palm, Jochen Reiners, Katrin Severins
57. BetonTage Neu-Ulm5.- 7. Februar 2013
Antiker Beton
Pantheon (2. Jahrh. n. Chr.)
Kuppel: Leichtbeton
Römischer Beton:„Opus caementitium“auch heute erhalten:
vor 10.000 Jahren Türkei: Mauermörtelaus gebranntem Kalk
vor 2000 Jahren
Tempel Theater Brücken Straßen etc.
Die Geschichte des modernen Betons
1804 Erste Herstellung vorgefertigter Betonträger in Frankreich
1824 Der englische Maurer Joseph Aspdin brennt ein Gemisch aus Ton und Kalk auf der Halbinsel Portland zu Zement
1849 Der französische Gärtner Joseph Monier konstruiert Blumentöpfe aus Beton mit Drahteinlagen (» Monier Eisen«)
1878 Erste Norm für Portlandzement in Deutschland
1901 Erster Portlandhüttenzement
1902 USA: Erstes Hochhaus aus Stahlbeton (Ingalls Building, Cincinnati, 16 Stockwerke, Stahlbeton-Rahmen-Konstruktion)
1954 Siegeszug des Transportbetons beginnt
Die Geschichte des modernen Betons
1990 Hochfester Beton (> 50 MPa)
1997 Ultra high performance concrete UHPC( 250 MPa) „Sherbrooke bridge, Canada“
1995 Selbstverdichtender Beton (SCC)
THE FOOTBRIDGE OF PEACEProject Location: Seoul, KoreaArchitect: Rudy Ricciotti (2002)
Heute Beton ist ein high-tech-Produkt.
Die Betontechnologie entwickelt sichfortlaufend weiter. SCC, transluzenterBeton, UHPC und Textilbeton sind diejüngsten und spektakulärsten Beispieleeiner Entwicklung, die noch lange nichtabgeschlossen ist.
to be continued ...
Beton als 5-Stoff-System
Zusatz-mittel
Gesteins-körnung
Beton
Zement
Wasser
Zusatz-stoffe
Nutzen der Betonbauweise
Anforderungen an moderne Betone
Betonierbarkeit ???
Betone mit weichen Konsistenzen !!!
Quelle: Winter, G.; Schnellenbach-Held, M.; Gusia; P:Ausführungsqualität von Stahlbeton- und Spannbetonbauwerken an Bundesfernstraßen.Beton- und Stahlbetonbau 107(2012) Heft 3
Nachhaltigkeitsbewertung im DGNB-System
ÖkologischeQualität
22,5%
ÖkonomischeQualität
22,5%
Soziokulturelleund funktionale
Qualität
22,5%
Technische Qualität 22,5%
Prozessqualität 10%
Standortqualität
Nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen
Das Bauwerk muss derart entworfen, errichtet und abgerissen werden, dass die natürlichen Ressourcen nachhaltig genutzt werden und insbesondere Folgendes gewährleistet ist:
a) Das Bauwerk, seine Baustoffe und Teile müssen nach dem Abrisswiederverwendet oder recycelt werden können;
b) das Bauwerk muss dauerhaft sein;
c) für das Bauwerk müssen umweltverträgliche Rohstoffe und Sekundärbaustoffeverwendet werden.
Grundanforderung an Bauwerke Nr. 7
Dauerhaftigkeit – EN 206-1/DIN 1045-2
definierte BetoneigenschaftenGrenzwerte für die ZusammensetzungAusgangsstoffe
Performance durchDeskription
Nachweis der Dauerhaftigkeit
Erfahrung
Erfassung und Festlegung der
Bauteilexposition
Mindestbeton-deckung
Zusammensetzung des Betons
Nachbehandlung
Konzept zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit
Portlandzement CEM I Portlandhüttenzemente CEM II/A-S und CEM II/B-S Portlandschieferzemente CEM II/A-T und CEM II/B-T Portlandkalksteinzemente CEM II/A-LL Portlandflugaschezemente CEM II/A-V und CEM II/B-V Portlandkompositzemente CEM II/A-M mit S, LL, T, V bzw. D1)
Portlandkompositzemente CEM II/B-M mit S, T, V bzw. D1)
Portlandkompositzemente CEM II/B-LL und CEM II/B-Mmit abZ (Anwendungszulassung AZ) Hochofenzemente CEM III/A2)
1) (D-V) nicht in XF2/XF42) Expositionsklasse XF4: CEM III/A der Festigkeitsklasse ≥ 42,5 N oder
der Festigkeitsklasse 32,5 R mit bis zu 50 M.-% Hüttensand
Zementarten für alle Expositionsklassen (DIN 1045-2)
LCA-Ergebnisse „Durchschnittszement 2010“
Treibhauseffekt (GWP) 872 692 kg CO2-Äq - 21 %
Ozonabbau (ODP) 1) 0 1,50*10-5 kg R11-Äq -
Versauerung (AP) 1,68 0,81 kg SO2-Äq - 52 %
Überdüngung (EP) 0,20 0,12 kg Phosphat-Äq. - 40 %
Sommersmog (POCP) 2) 0,07 0,10 kg Ethen-Äq. -
Primärenergie (n.ern.) 4355 2451 4) MJ - 44%
Primärenergie (ern.) 3) - 65,8 MJ -
abiot.Ressourcenabbau el. 3) - 0,0013 kg Sb-Äq. -
abiot.Ressourcenabbau foss. 3) - 1901 MJ -
1996 2010 Änderung
1) Indikator wurde 1996 zu Null gesetzt 2) Indikator lag 1996 ein anderes Berechnungsverfahren zugrunde
3) Indikator bei früheren Erhebungen nicht betrachtet
4) 2010 größerer Anteil an Sekundärbrennstoffen und veränderter Strommix geringerer Primärenergiebedarf
LCA-Ergebnisse „Durchschnittszement 2010“
Treibhauseffekt (GWP) 872 692 kg CO2-Äq - 21 %
Primärenergie (n.ern.) 4355 2451 4) MJ - 44%
1996 2010 Änderung
1) Indikator wurde 1996 zu Null gesetzt 2) Indikator lag 1996 ein anderes Berechnungsverfahren zugrunde
3) Indikator bei früheren Erhebungen nicht betrachtet
4) 2010 größerer Anteil an Sekundärbrennstoffen und veränderter Strommix geringerer Primärenergiebedarf
Dauerhaftigkeit – EN 206-1/DIN 1045-2
Nachweis der Dauerhaftigkeit
anerkannte Verfahrentatsächliche Verhältnissewiderspiegelnanerkannte Leistungs-kriterien
Labor-Performance
rechnerische Modelle, die an Prüfergebnissen bzw. praktischen Erfahrungen kalibriert sind
berechnete Performance
Erfahrung VorhersagemodellePrüfung
definierte BetoneigenschaftenGrenzwerte für die ZusammensetzungAusgangsstoffe
Performance durchDeskription
- Mindestlebensdauer >> 50 Jahre,- neue Baustoffen, Baustoffe ohne Langzeiterfahrung - hier: neue Zemente- besonderen Umweltbedingungen / Beanspruchungen …
Vorarbeiten - Optimierung der Raumausfüllung und der Komponentenverteilung von Multikompositzementen
Herstellung von Laborzementen mit geringen Klinkeranteilen
Optimierung der Korngrößen- und Komponentenverteilungen
Optimierung der Raumausfüllung
Einfluss auf Festigkeitsentwicklung
Definition eines hydratationsgradbasierten Kennwertes zur Vorhersage der Mörtelfestigkeit
HGz
1RA100
HGzwHWZ M
OH2
Bestimmung des Hydratationsgrades mittels STA
Simultanthermoanalyse mit Massenspektrometer
Auswertung des auf Wasser zurückzuführenden Massenverlustes
Relation zu einer vollständig hydratisierten Portlandzementprobe bzw. zum Literaturwert
Referenz Probe
Wasser
CO2
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
HWZ
Mör
teld
ruck
fest
igke
it in
MPa
PortlandzementFeinstkomponente CFeinstkomponente SFeinstkomponente VFeinstkomponente DFeinstkomponente GMFeinstkomponente Zmehrere Feinstkomponenten
Vorarbeiten - Optimierung der Raumausfüllung und der Komponentenverteilung von Multikompositzementen
Korrelation zwischen HWZ und Mörteldruckfestigkeit
Ergebnisse - Mörteldruckfestigkeit
0
10
20
30
40
50
60
70
Referen
z CEM I 5
2,5 N
Referen
z CEM I 3
2,5 R
Referen
z CEM II/
B-S 42
,5 N
Z4: 80
K2_20
LL
Z5: 65
K2_35
LL
Z6: 80
K2_20
S2
Z7: 65
K2_35
S2
Z8: 80
K2_20
S1
Z9: 65
K2_35
S1
Z10: 8
0K2_
20V1
Z11: 6
5K2_
35V1
Z12: 8
0K2_
20V2
Z13: 6
5K2_
35V2
Z14: 7
0K1_
15S2_
15V1
Z15: 6
0K1_
20S2_
20V1
Z16: 5
0K1_
25S2_
25V1
Z17: 7
0K1_
15S1_
15V2
Z18: 6
0K1_
20S1_
20V2
Z19: 5
0K1_
25S1_
25V2
Z20: 7
0K2_
15S1_
15V1
Z21: 6
0K2_
20S1_
20V1
Z22:50
K2_25
S1_25
V1
Z23: 7
0K1_
15S2_
15LL
Z24: 6
0K1_
20S2_
20LL
Z25: 5
0K1_
25S2_
25LL
Z26: 7
0K1_
15V2_
15LL
Z27: 5
0K1_
20V2_
20LL
Z28: 5
0K1_
25V2_
25LL
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
2 Tage 7 Tage 28 Tage
Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Hydratationsgrad
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9
HWZ
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
2d 7d 28d Trendlinie
R² = 0,92
Dauerhaftigkeitsorientierte Zementoptimierung
Druckfestigkeit (links) und Abwitterung von Beton (Würfelverfahren, rechts) mit Portlandkalksteinzement CEM II/B-LL mit 30 M.-% Kalkstein
20
25
30
35
40
45
50
55
0 10 20 30Prüfzeitpunkt in Tagen
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
Versuch 1 mit 6140 cm²/g
Versuch 2 mit 6900 cm²/g
02468
101214161820
0 20 40 60 80 100Anzahl Frosttauwechsel
Abw
itter
ung
in %
Versuch 1 mit 6140 cm²/g
Versuch 2 mit 6900 cm²/g
Dauerhaftigkeitsorientierte Zementoptimierung
Druckfestigkeit (links) und Abwitterung von Beton (Würfelverfahren, rechts) mit Portlandkalksteinzement CEM II/B-LL mit 30 M.-% Kalkstein
20
25
30
35
40
45
50
55
0 10 20 30Prüfzeitpunkt in Tagen
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
Versuch 1 mit 6140 cm²/g
Versuch 2 mit 6900 cm²/g
02468
101214161820
0 20 40 60 80 100Anzahl Frosttauwechsel
Abw
itter
ung
in %
Versuch 1 mit 6140 cm²/g
Versuch 2 mit 6900 cm²/g
Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Hydratationsgrad
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9
HWZ
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
2d 7d 28d Trendlinie
R² = 0,92Ist ein solcher Zusammenhangauch für
Dauerhaftigkeitskennwertevon Betonen möglich?
Ergebnisse - Mörteldruckfestigkeit
0
10
20
30
40
50
60
70
Referen
z CEM I 5
2,5 N
Referen
z CEM I 3
2,5 R
Referen
z CEM II/
B-S 42
,5 N
Z5: 65
K2_35
LLZ9:
65K2_
35S1
Z13: 6
5K2_
35V2
Z15: 6
0K1_
20S2_
20V1
Z22:50
K2_25
S1_25
V1
Z23: 7
0K1_
15S2_
15LL
Dru
ckfe
stig
keit
in M
Pa
2 Tage 7 Tage 28 Tage
Ergebnisse - Chloridmigration
0
5
10
15
20
25
30
35
40
CEM I32,5 R
CEM I52,5 N
CEMII/B-S42,5 N
Z5 Z9 Z13 Z15 Z22 Z23
Chl
orid
mig
ratio
nsko
effiz
ient
in
10-1
2 m²/s
35d98d
z = 320 kg/m3
w/z = 0,50
Ergebnisse - Chloridmigration
Im Kennwert enthaltene Parameter:
Hydratationsgrad des Zementsteins nach 28 d
Kapillarporositätsterm des Normmörtels
R2 = 0,5971
0
5
10
15
20
25
30
35
40
30 50 70 90
Betondruckfestigkeit in MPa
Chl
orid
mig
ratio
nsko
effiz
ient
in
10-1
2 m²/s
R2 = 0,8438
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30
Kennwert Cl
Chl
orid
mig
ratio
nsko
effiz
ient
in
10-1
2 m²/s
Ergebnisse - CDF-Test
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30
Anzahl FTW
Abw
itter
ung
in k
g/m
²
CEM I 32,5 R CEM I 52,5 N CEM II/B-S 42,5 NZ5 Z9 Z13Z15 Z22 Z23Grenzwert
z = 320 kg/m3
w/z = 0,50LP
R2 = 0,8926
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
20 30 40 50
Kennwert CDF
Abw
itter
ung
nach
28
FTW
in k
g/m
²
Ergebnisse - CDF-Test
Im Kennwert enthaltene Parameter:
Hydratationsgrad des Zementsteins nach 28 d
Kapillarporositätsterm des Normmörtels
R2 = 0,0016
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
15 25 35 45 55 65
Betondruckfestigkeit in MPa
Abw
itter
ung
nach
28
FTW
in k
g/m
²
Zusammenfassung
Herstellung von 28 Laborzementen
– Innerhalb und außerhalb der Grenzen der EN 197-1
– Versuche an Zementstein und Mörtel
– Zusammenhang „Hydratationsgrad basierter Wasserzementwert“ (HWZ) und Mörteldruckfestigkeit besteht
Dauerhaftigkeitsuntersuchungen an Betonen
– Bisher 9 ausgewählte Zemente
– „Hydratationsgrad basierte Kennwerte“ für Dauerhaftigkeitsparameter definierbar
Verbreiterung der Datenbasis folgt
Dauerhaftigkeit – EN 206-1/DIN 1045-2
Nachweis der Dauerhaftigkeit
anerkannte Verfahrentatsächliche Verhältnissewiderspiegelnanerkannte Leistungs-kriterien
Labor-Performance
rechnerische Modelle, die an Prüfergebnissen bzw. praktischen Erfahrungen kalibriert sind
berechnete Performance
Erfahrung VorhersagemodellePrüfung
definierte BetoneigenschaftenGrenzwerte für die ZusammensetzungAusgangsstoffe
Performance durchDeskription
- Mindestlebensdauer >> 50 Jahre,- neue Baustoffen, Baustoffe ohne Langzeiterfahrung - hier: neue Zemente- besonderen Umweltbedingungen / Beanspruchungen …
Betonfahrbahndecken nach ZTV Beton-StB
Flugbetriebsflächen
Besonderen Umweltbedingungen / Beanspruchungen
AKR-Performance-Prüfung
Verfahren zur Bewertung des AKR-Schädigungspotentials von Betonzusammensetzungen
60 °C-Betonversuch des Forschungsinstituts der Zementindustrie (FIZ), Düsseldorf
Vorlagerung
14 d20 °C 65 %
6 d20 °C100 %
1 d20 °C100 %
6 d 60 °C100 %
1 d20 °C100 %
Alter in Tagen0 28 35 42
Zyklus 2Wechsellagerung Zyklus 1 (14d)
2 d20 °C NaCl*
5 d 60 °C Ofen
5 d 60 °C Ofen
6 d 60 °C100 %
1 d20 °C100 %
* z. B. 10 %ige NaCl-Lösung
60 °C-Betonversuch mit Alkalizufuhr von außenBeton für Fahrbahndecke in Waschbetonbauweise
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 28 56 84 112 140 168 196Alter in Tagen
Deh
nung
der
Bal
ken
in m
m/m
Grauwacke-Splitt 5/8Kies-Edelsplitt Oberrhein 4/8Grenzwert
CEM I 42,5 N Na2O-Äqu. = 0,62 M.-% z = 430 kg/m³, w/z-Wert = 0,42 LP = 5,5 ± 0,5 Vol.-% 30 Vol.-% Sand 0/2 mm 70 Vol.-% Splitt 5/8 bzw. Kies-Edelsplitt 4/8 Einwirkung: 10 %ige NaCl-Lösung
60 °C-Betonversuch mit Alkalizufuhr von außenBeton für Fahrbahndecke in Waschbetonbauweise
Ergebnisse aus FE-Vorhaben 89.214/2008/AP-BASt
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 28 56 84 112 140 168 196Alter in Tagen
Deh
nung
der
Bal
ken
in m
m/m
Granodiorit-Splitt IIAndesit-Splitt II MitteldeutschlandRhyolith-Splitt MitteldeutschlandGabbro-SplittRhyolith-Splitt SüddeutschlandAndesit-Splitt I MitteldeutschlandGrenzwert
CEM I 42,5 N Na2O-Äqu. = 0,80 M.-% z = 430 kg/m³, w/z-Wert = 0,42 LP = 5,5 ± 0,5 Vol.-% 30 Vol.-% Sand 0/2 mm 70 Vol.-% Splitt 5/8 mm Einwirkung: 10 %ige NaCl-Lösung
Informationen zu den untersuchten Autobahnlosen und Einordnung in eine Schadenskategorie
Auto-bahn-
los
Alter bei Probe-
nahme in Jahren
Ent-nahme-stelle
Schadens-kategorie
Verfärbung der Fuge
Netzrisse Längs- und Querrisse
Substanz-schäden
1 9 1. FS
III
n. e. jaLängsrisse, Querrisse
ja
2 15 1. FS n. e. ja ja -vereinzelt
3 9 1. FS n. e. ja ja4 12 1. FS ja ja ja ja
5 12 SSII
ja starke Rissbildung nein nein
6 14 1. FS n. e. ja Längsrisse nein
7 12 1. FS nein ja leichte Längsrisse nein
8 18 1. FSI
nein ja, geringe Rissbildung nein nein
9 10 1. FS nein Schwindrisse nein nein10 12 1. FS nein nein nein
11 16 1. FS kein Schaden nein sehr feine
Schwindrisse nein nein
Bohrkernhälften aus Fahrbahndecken im60 °C-Betonversuch - 3%ige NaCl-Lösung
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 28 56 84 112 140 168 196
Deh
nung
von
jew
eils
zw
ei
Boh
rker
nhäf
ten
[mm
/m]
Zeit [Tag]
BK1BK2BK3BK4BK5BK6BK7BK8BK9BK10BK11
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnende und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuze bzw. Schwindrisse
kein Schaden
Wasserlösliche Chloridgehalte in Betonen bezogen auf den Zementsteinanteil
Chl
orid
geha
lt im
Bet
on b
ezog
enau
f Zem
ents
tein
ante
il [M
.-%]
Abstand zur Oberfläche [cm]
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Straßenbetoneungerissen gerissen
Probekörper nach Klimawechsellagerung0,6 mol/l NaCl [12]
10 % NaCl (Beton aus [12])10 % NaCl (Laborbeton 9) 3 % NaCl (Laborbeton 9)
Probekörper nach 60 °C-Betonversuch mit Alkalizufuhr
Bohrkernhälften aus Fahrbahndecken im60 °C-Betonversuch - 3%ige NaCl-Lösung
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 28 56 84 112 140 168 196
Deh
nung
von
jew
eils
zw
ei
Boh
rker
nhäf
ten
[mm
/m]
Zeit [Tag]
BK1BK2BK3BK4BK5BK6BK7BK8BK9BK10BK11
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnenden und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuzekein Schaden
Schadenskategorie III: Substanzverlust (Verschotterung)Schadenskategorie II: beginnende und ausgeprägte
Risse Schadenskategorie I: Verfärbung im Bereich der
Querfugen/Fugenkreuze bzw. Schwindrisse
kein Schaden
Laborbeton 1: Nachgestellter Beton des Autobahnloses A10-8, entspricht Autobahnlose 1 und 3 (SK III)
Ausgangsstoff Korngruppe Anteil Gehalt 3)
Sand 0/2 30 Vol.-% 1) 543 kg/m³
Kies 2/8 20 Vol.-% 1) 359 kg/m³
Kies 8/16 10 Vol.-% 1) 180 kg/m³
Granodiorit-Splitt 16/22 40 Vol.-% 1) 726 kg/m³
Zement CEM I 42,5 N 2) 340 kg/m³
Zugabewasser (w/z = 0,46) 156 kg/m³
Luftgehalt 5,0 Vol.-% 3) -1) Bezug: Gesteinskörnung2) Na2O-Äquivalent = 0,85 M.-% durch Dotierung mit K2SO4 von 0,81 M.-%3) Bezug: Beton
Laborbeton 9: Nachgestellter Beton des Autobahnlos A40-7, Autobahnlos 9 (SK I)
Ausgangsstoffe Korngruppe Anteil Gehalt 3)
Sand 0/2 28,2 Vol.-% 1) 512 kg/m³
Kies 2/8 34,2 Vol.-% 1) 623 kg/m³
Grauwacke-Splitt 8/11 27,3 Vol.-% 1) 510 kg/m³
Grauwacke-Splitt 11/16 10,2 Vol.-% 1) 191 kg/m³
Zement CEM I 42,5 N 2) 351 kg/m³
Zugabewasser (w/z = 0,42) 147 kg/m³
Luftgehalt 5,0 Vol.-% 3) -1) Bezug: Gesteinskörnung2) Na2O-Äqu. = 0,81 M.-% anstelle von 0,78 M.-% des ursprünglichen Zementes3) Bezug: Beton
60 °C-Betonversuch mit Alkalizufuhr von außen an nachgestellten Betonen von Fahrbahndecken
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 28 56 84 112 140 168 196
Deh
nung
der
Bal
ken
in m
m/m
Alter in Tagen
Laborbeton 1
Laborbeton 9
3 % NaCl0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 28 56 84 112 140 168 196D
ehnu
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alke
n in
mm
/mAlter in Tagen
Laborbeton 1
Laborbeton 9
10 % NaCl
Zusammenfassung
Technische Weiterentwicklung des Betons unter Berücksichtigung umweltpolitischer und wirtschaftlicher Randbedingungen:
- Komplexes 5-Stoff-System- Bewährung in unterschiedlichen Umgebungs-/Randbedingungen
Praxisgerechte Regelwerksetzung:
- Flexible Randbedingungen für Baustoffhersteller und Bauausführende
- Dauerhafte Bauwerke sicherstellen
Die Dauerhaftigkeit von Betonbauwerken wird üblicherweise durch deskriptive Regeln an die Betonzusammensetzung, Anforderungen an die Betondeckung und die sachgerechte Nachbehandlung sichergestellt
Dieses Prinzip hat sich in weiten Teilen des Bauens mit Beton bewährt
Zusammenfassung
Gründe, von dem auf Erfahrungen basierenden deskriptiven Vorgehen abzuweichen:
- Mindestlebensdauer >> 50 Jahre ist nachzuweisen- Neue Baustoffe bzw. Baustoffe ohne Langzeiterfahrung- Besondere Umgebungsbedingungen / Beanspruchungen
Um das Dauerhaftigkeitspotential von Betonen im Vorfeld der bauaufsichtlich relevanten Nachweisführung bei neuen Zementen abschätzen zu können, arbeitet der VDZ gemeinsam mit der TU Clausthal aktuell an der Entwicklung hydratationsgradbasierter Kennwerte zur „Vorhersage“ des Dauerhaftigkeitspotentials.
Zusammenfassung
Festlegung von Prüfbedingungen und Bewertungskriterien für den Nachweis des Dauerhaftigkeitspotentials von Betonen im Labor:
- Fälle sicher ausschließen, die nachweislich zum Schaden geführt haben
- Es muss weiterhin möglich sein, mit den Betonausgangsstoffen bzw. Betonrezepturen zu bauen, die sich in der Praxis bewährt haben.
VDZ führt Untersuchungen zur Übertragbarkeit von AKR-Laborversuchen auf Praxisverhältnisse durch:
- Bohrkerne aus Betonfahrbahndecken und Flugbetriebsflächen- Abgleich mit den Regelungen der Alkali-Richtlinie
Basis für die gutachtliche Tätigkeit