Teil 4 - TU Dresden

Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Baustoffe, Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine
Modul 4-21, SS
Bauen im Bestand – Instandsetzungsmethoden und -baustoffe
Teil 4:
Leichtbeton
Viktor Mechtcherine
Institut für Baustoffe
Leichtbetonarten
Unterscheidungskriterien / Struktur und Herstellung
• Porenbeton aus Gas- und Schaumbeton
• Haufwerksbetone mit porigem Zuschlag
• Haufwerksbetone mit dichtem Zuschlag
• Betone mit geschlossenem Gefüge und
porigem Zuschlag (Konstruktionsleichtbetone)
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-2-
Konstruktionsleichtbetone
Unterschied zu Normalbeton
• leichter, poriger Zuschlag
• anderes Werkstoffverhalten im frischen und festen Zustand
Klassifizierung nach Festigkeit und Rohdichte
• Trockenrohdichte: 800 kg/m³ ! "tr ! 2000 kg/m³
• Druckfestigkeit:
9 N/mm² ! flck ! 88 N/mm² (DIN 1045-2)
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-3-
1
Anwendungsfelder – Hochbau
Deckenkonstruktionen
Attraktivität der Anwendung steigt mit:
- Anzahl der Stockwerke
- zunehmender Baugrundproblematik
- Spannweite des horizontalen
Bauelementes
Außenwände und Fassaden
Kai-Center, Düsseldorf
- hohe Wärmedämmung
- geringes Eigengewicht
- hohe Dauerhaftigkeit
BMW-Zentralle, München
Sonderfälle
z. B. aufgehängte Konstruktionen
BMW-Zentrale, München
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-4-
Brückenbau, Offshore-Konstruktionen
Vorteile
-
geringeres Gewicht bei hoher Festigkeit
-
geringere Beschleunigungskräfte
-
höhere Widerstandfähigkeit in
Meerwasserumgebung
-
geringe Wärmedehnung
! geringere Zwangs
Zwangs- u.
u
Eigenspannungen
Rheinbrücke Köln-Deutz
Besondere Anwendungen
- hybride Brückenkonstruktionen
(Kombination aus Leicht- und Normalbeton)
! verbesserte Balance der Felder
- schwimmende Konstruktionen
- Pontonbrücken
- Offshore-Konstruktionen
Ölförderplattform Heidrun, Norwegen
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-5-
Hybride Brückenkonstruktionen mit Freivorbau
[Faust 2003]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-6-
2
Weitere Anwendungsfelder
Fertigteilbau
Anwendungen im Hochbau, Brücken- und Stadionbau
bringt zusätzliche Vorteile:
- Vergrößerung der Fertigteillängen
! Verminderung der Zahl der Anschlüsse (geringere Herstellungskosten, kürzere Montagezeit, höhere Dauerhaftigkeit
-g
geringere
g
Transportkosten
p
Altbausanierung und Umbauten
Erhebliche Lasterhöhungen sind selten akzeptabel
! erhöhte Herstellungskosten treten in den Hintergrund
- Aufstockungen, Dachausbauten
- Ersatz der alten Holzbalkendecken durch Leichtbetonplatten
! Verbesserung der Tragfähigkeit, Gebrauchsfähigkeit und
bauphysikalischen Eigenschaften
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-7-
Leichtzuschlag nach DIN 4226:2002-02
Leichte Gesteinskörnung
Gesteinskörnung mineralischen Ursprungs
mit einer Rohdichte von nicht mehr als 2000 kg/m³ oder
einer Schüttdichte von nicht mehr als 1200 kg/m³
Natürliche Leichtzuschläge
- Bims
- Schaumlava
I d t i ll aufbereitete
Industriell
fb
it t Naturstoffe
N t
t ff extrem
t
niedriger
i di
S
Schüttdichten
hüttdi ht
- Perlit, Vermikulit
- Schaumglasgranulat
- Blähton, Blähschiefer, Ziegelsplitt
Aufbereitete Industrie-Anfallstoffe
- Hüttenbims
- Gesinterte Flugasche, gesinterte Waschberge,
Sinterbims
- Kunststoffschaumkugeln
Recycling-Gesteinskörnungen
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
-8-
Natürliche Leichtzuschläge – Bims
Ursprung und Vorkommen
„Bims" ist ein vulkanisches Lockermaterial.
Großes Vorkommen am Mittelrhein, im so genannten
Neuwieder Becken.
Abbau und Aufbereitung
Bimskies wird im Tagebau abgebaut und durch
Walzenbrecher geleitet. Durch Sinkscheideverfahren
werden schwere Bestandteile ausgesondert
g
(Waschbims). Lieferkorngrößen bis etwa 8-12 mm
erwünscht.
Bimsstein
Eigenschaften
Die Kornform von rheinischem Bimskies ist gedrungen
und überwiegend rundlich. Die Farbe ist weiß bis
hellgrau. Bims ist feinporig bis mittelporig; die
Oberflächenporen sind häufig mit Gesteinsmehl
verstopft, so dass die Oberfläche relativ geschlossen
erscheint.
Kornrohdichten für getrockneten Grubenbims: 0,55 1,55 g/cm³, für Waschbims: 0,35 - 0,85 g/cm³.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
künstlicher Bimsstein
-9-
3
Natürliche Leichtzuschläge – Schaumlava
Ursprung und Vorkommen
Eine poröse Lava, die auch als Lavakies oder
Lavaschlacke bezeichnet wird.
Vorkommen in der Eifel.
Abbau und Aufbereitung
Der Abbau erfolgt im Tagebau. Lavakies wird
abgesiebt, Überkorn wird heruntergebrochen.
Eigenschaften
Die Kornform der rheinischen Schaumlava ist
überwiegend gedrungen und teils rundlich, teils
kubisch, je nach der Gewinnungsart. Die Farbe
ist rostbraun bis schwarz. Die Oberfläche ist
offenporig und rau bei dem gebrochenen
Material, beim Lavakies mehr geschlossen,
aber auch rau. Die Poren sind überwiegend in
sich abgeschlossene Einzelporen.
Der Wassergehalt des abgebauten Lavakieses
ist sehr gering.
Schaumlava
Lava-Leichtzuschlag
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 10 -
Industrielle Leichtzuschläge – Blähglas
Ausgangsstoff
Blähglas wird aus Recyclingglas
hergestellt.
Aufbereitung
Zur Produktion des Blähglases wird
zunächst Glasmehl hergestellt.
Dieses wird zu Kugeln pelletiert und
anschließend im Drehrohrofen bei
900 °C expandiert und gebrannt.
Eigenschaften
Die Kornform ist infolge des
vorgranulierten Rohgutes rund. Die
Farbe liegt meist bei mittleren bis
dunklen Grautönen. Bei Verwendung
als Betonzuschlag ist zu prüfen, ob
das Schaumglas alkalibeständig ist.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 11 -
Industrielle Leichtzuschläge – Blähton
Ausgangsstoff
Blähton entsteht aus 180 Mio. Jahre alten
Ablagerungen der Jurameere oder aus jüngeren
Sedimenten.
Aufbereitung
Herstellung durch Brennen bis zur
Sintertemperatur (1000 bis 1200 °C)
C) meist im
Drehrohrofen, seltener im Wirbelschachtofen
oder auf dem Sinterband.
Der Ton muss Stoffe enthalten, die bei hohen
Temperaturen Gase entwickeln und dabei das
Korn aufblähen. Andernfalls müssen ihm solche
Stoffe zugemischt werden.
Beim Brennen bildet sich um das Korn eine
Sinterhaut, die dichter und fester ist als das
porige Innere.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 12 -
4
Industrielle Leichtzuschläge – Blähton
Eigenschaften
Zurzeit stehen Blähtone mit
Kornrohdichten des Grobkorns zw.
0,6 bis 1,3 kg/dm³ zur Verfügung.
Die Kornrohdichte des Blähtonsandes
liegt meist bei etwa 1,5 kg/dm³.
Mit Blähton lassen sich gefügeichte
Leichtbetone mit Betontrocken
Betontrockenrohdichten bis herunter zu 1,0 kg/dm³
und Druckfestigkeiten zwischen 10 und
90 N/mm² herstellen.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 13 -
Industrielle Leichtzuschläge – Blähschiefer
Herstellung
Blähschiefer entsteht aus Tonmineralen, die durch natürliche Prozesse in sehr langen
Zeiträumen verfestigt wurden.
Aufbereitung
Der Rohschiefersplitt wird - nach Körnungen getrennt - in
Drehrohröfen wie bei der Blähtonherstellung gebrannt und
gebläht. Die Blähtemperaturen liegen auch hier nahe 1200 °C.
Das Blähgut wird gekühlt und nochmals zur Trennung in die
handelsüblichen Korngrößen abgesiebt. Ein wesentliches
Merkmal der Blähschieferherstellung ist, dass auch Feinkorn
mit geschlossener Oberfläche herstellbar ist.
Eigenschaften
Die Kornrohdichte des Blähschiefers in [kg/dm³]:
Grobkorn 8/16 mm: 0,8 - 1,1;
Mittelkorn 4/8 mm: 0,9 - 1,3;
Blähschiefersand 0/4 mm: 1,5 - 1,8.
Es lassen sich damit gefügedichte Leichtbetone mit
Betontrockenrohdichten bis zu 1,2 kg/dm³ und der
Festigkeitsklasse von LC 8/9 bis zur LC 60/66 herstellen.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 14 -
Eigenschaften der Leichtzuschläge
Zuschlag
Kornrohdichte
[kg/dm³]
Schüttdichten
[kg/dm³]
Naturbims
0,4 – 1,1
0,3 – 0,9
Blähglas
0,3 – 0,6
0,1 – 0,4
Lava
0,7 – 2,0
0,5 – 1,4
Blähton
0,5 – 1,7
0,3 – 1,4
Blähschiefer
1,0 -1,7
0,8 – 1,7
Kesselsand
1,6 – 1,7
0,6 – 0,8
Natursand
2,5 – 2,7
1,3 – 1,8
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 15 -
5
Porosität der Leichtzuschläge
[Faust 2003]
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 16 -
Feuchtehaushalt von Leichtzuschlag
Schematische Darstellung für Leichtzuschläge mit
geringerer Durchlässigkeit
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
[EuroLightCon 2000]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 17 -
Kraftfluss in Normal- und Leichtbeton
Normalbeton
Leichtbeton
Druckkräfte
Zugkräfte
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 18 -
6
Bruchbilder für Normal- und Leichtbeton
Beton mit normalem Zuschlag
Beton mit Leichtzuschlag
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 19 -
Spannungs-Dehnungslinien
120
C 90/105
Spannung # [MPa]
100
80
60
LC 70/77
C 30/37
40
20
0
0
2
4
6
Dehnung $ [‰]
8
10
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 20 -
Zentrische Zugfestigkeit von Leichtzuschlägen
Korndurchmesser = 7 mm
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
[Faust 2003]
- 21 -
7
Bruchverhalten – Rissentwicklung, Sprödigkeit
[Faust 2003]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 22 -
DIN 1045-1 – Materialkennwerte
Rohdichteklasse
D 1,0
D 1,2
Trockenrohdichte ! [kg/m³] 801 - 1000
Bemessungswert für die unbewehrt
Rohdichte
[kg/m³]
bewehrt
D 1,6
D 1,8
D 2,0
1050
1250
17"250
1450
1650
1850
2050
1150
1350
1550
1750
1950
2150
#1
#E
FestigkeitsLC
klassen
12/13
D 1,4
1001 - 1200 1201 - 1400 1401 - 1600 1601 - 1800 1801 – 2000
0,40 % 0,60 &" / 2200
; ! in kg/m³
'" / 2200(
; ! in kg/m³
g
2
LC
16/18
LC
20/22
LC
25/28
LC
30/33
LC
35/38
LC
40/44
LC
45/50
LC
50/55
LC
55/60
LC
60/66
flck
12
16
20
25
30
35
40
45
50
55
60
flck,cube
13
18
22
28
33
38
44
50
55
60
66
20
24
28
33
38
43
48
53
58
63
68
flcm
25,8& )E 27,4& )E 28,8& )E 30,5& )E 31,9& )E
Elcm
1,6& )1 1,9& )1
flctm
2,2& )1 2,6& )1 2,9& )1
33,3& )E 34,5& )E 35,7& )E 36,8& )E 37,8& )E 38,8& )E
3,2& )1
3,5& )1
3,8& )1
4,1& )1
4,2& )1
4,4& )1
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 23 -
Einfluss der Rohdichte auf die Festigkeit
Betondruckfestigkeit *D [MPa]
80
60
Leichtbeton mit Natursand
Leichtbeton mit Leichtsand
Hochleistungs-Leichtbeton
40
20
0
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
Trockenrohdichte des Betons " [kg/dm³]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
1,8
- 24 -
8
Bezogene Druckfestigkeit von Leichtbetonen
bez. Druckfestigkeit fcm/"tr [N/mm²/(kg/dm³)]
50
Leichtbetone
45
normalschwere Betone
40
35
30
25
20
15
10
LC 70/77
C 70/85
LC 45/50
C 45/55
5
0
Betonsorte
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 25 -
Festigkeit unter zweiachsiger Beanspruchung
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
[Linse/Stegbauer 1976]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 26 -
Zusammenwirken mit der Bewehrung
Pull-out-Versuchskörper
Verbundspannung-Schlupfbeziehung
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
[Walraven et al. 1995]
- 27 -
9
DIN 1045-1 – Kriech- und Schwindmaße
Festigkeitsklasse
Kriechzahl
LC 12/13 und
LC 16/18
+l (,,t0 ) - 1,3 & +(,,t0 ) & )E
LC 20/22 bis
LC 60/66
+l (,,t0 ) - 1,0 & +(,,t0 ) & )E
Festigkeitsklasse
Schwindzahl
LC 12/13 und
LC 16/18
$lcs, - $cas, % 1,5 & $cds,
LC 20/22 bis
LC 60/66
$lcs, - $cas, % 1,2 & $cds,
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 28 -
Dauerhaftigkeit
Eigenschaften
• Karbonatisierungsverhalten vergleichbar
mit Normalbeton
• Hoher Frost-Tau- und Frost-TausalzWiderstand
Ursachen
• Zementsteinmatrix ist dicht und fest
• Guter Verbund zwischen Matrix und
Zuschlag
• Zuschläge sind beständig
• Druckentlastende Wirkung der Kornporen
bei Frost
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 29 -
Dauerhaftigkeit
– Transportwege für eindringende Substanzen –
*) Prüfung nach CDF-Verfahren
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
[Faust 2003]
- 30 -
10
Wärmetechnische Eigenschaften
Leichtbeton
Kennwerte
" = 1,2 kg/dm³
Normalbeton
" = 1,8
kg/dm³
" = 2,35 kg/dm³
Wärmeleitfähigkeit
[W/(m&K)]
0,6
1,0
2,1
Wärmespeicherung
[W/(m²&K)]
50
80
135
Spezifische Wärme
[W&h/(kg&K)]
Wärmedehnung
[10-6&1/K]
0,38*)
0,30
8,0
10
*) " = 1,6 kg/dm³
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 31 -
Verbünde mit Leichtbeton in der Antike
Das Pantheon in Rom
(118 bis 125 n. Chr.)
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 32 -
Leichte Verbunddecken heute
Verbunddecken mit selbstverdichtendem pumpbarem Leichtbeton
+ Schnelle Handmontage von
Profilblechen
+ Profilbleche dienen als
• Arbeitsbühne
• Schalung
• Bewehrung
+ Gewichtsreduktion bis 50 %
+ Schnelle, problemlose Förderung,
Verteilung und Verdichtung von Beton
Gut geeignet für
• Hochhäuser
• Bauen im Bestand
• Industriebau
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 33 -
11
Ziel 1: Selbstverdichtung und Pumpbarkeit
Probleme bei Förderung und Verdichtung von Leichtbeton
" Entzug des Zugabewassers durch poröse
Leichtzuschläge
! sehr selten pumpfähig
! Veränderung der Konsistenz mit der Zeit
" Rohdichte und Gewichtskraft geringer als
bei normalschwerem Beton
Verdichtungsfehler
! Verdichtungsprobleme
! durch Rütteln: Bluten bei intensivem
Vornässen des Leichtzuschlags
" Differenz zwischen den Rohdichten des
Leichtzuschlags und des Mörtels
! Aufschwimmen des Grobzuschlags,
Entmischung
„Bluten“ des Betons
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 34 -
Ziel 1: Selbstverdichtung und Pumpbarkeit
Lösungsansätze
A
• Vornässen des Leichtzuschlags
• Optimierung der Sieblinie
• Erhöhung der Viskosität des Mehlkornleims
• geeignete Kombination der Feinststoffe
mit unterschiedlichen Oberflächenaktivitäten
.·dO
G
• stabilisierende Zusatzmittel
Literatur:
Müller/Mechtcherine: Sachstandbericht
SVB, DAfStb, Heft 516, 2000
Müller/Haist/Mechtcherine:
Beton und Stahlbeton, Heft 6, 2002
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 35 -
Ziel 1: Selbstverdichtung und Pumpbarkeit
Referenzbeton SVLB-1
Zement CEM II/A-LL 32,5 R
315
Flugasche Safament HKV 5
215
Anmachwasser
Quarzsand 0/2
159
[kg/m³]
Blähton 650 2/10
460
Fließmittel PCE
3
Stabilisierer
Setzfließmaß
619
0,5
[mm]
680
Setzfließzeit t500
[s]
3,8
Trichterauslaufzeit
[s]
6,3
Trockenrohdichte
[kg/m³]
1650
[N/mm²]
18250
Druckfestigkeit Zylinder/Würfel
E-Modul
Spaltzugfestigkeit
40/41
2,2
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 36 -
12
Ziel 1: Selbstverdichtung und Pumpbarkeit
Werkversuch – Betonieren einer Demonstrationswand
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 37 -
Ziel 1: Selbstverdichtung und Pumpbarkeit
Ergebnis
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 38 -
Ziel 2: Verbesserung der mech. Eigenschaften
Verbundverhalten von Leichtbeton und Verbundblech
•
Verschiebung des Bleches
ohne sichtbare Beschädigung
der Noppen
•
Hoher Druck an den
Obergurtflanken
•
Hohe Zugspannungen (aus
Belastung und Schwinden)
•
Zugversagen des
Leichtbetons
Zugkraft
Längsrisse über der
gesamten Schublänge
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 39 -
13
Ziel 2: Verbesserung der mech. Eigenschaften
Anpassen der mechanischen Eigenschaften des
Leichtbetons
• Steigerung der Zugfestigkeit bzw. Verbesserung des
Verhältnisses der Zugfestigkeit zur Druckfestigkeit
! Einsatz von Mikrosilika
! Erhöhung der Heterogenität
• Erhöhung des Elastizitätsmoduls
! teilweiser Austausch der groben Leichtzuschläge
durch Kies oder Splitt
[Linse/Stegbauer 1976]
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 40 -
Ziel 2: Verbesserung der mech. Eigenschaften
SVLB-1
SVLB-7
SVLB-4
SVLB-5
SVLB-6
Rohdichteklasse
D1,6
D1,6
D1,4
D1,8
D1,8
Zement CEM II/A-LL 32,5 R
10,3
10,7
10,9
10,4
10,3
Flugasche Safament HKV 5
9,5
9,9
9,9
9,1
5,0
-
2,0
-
-
1,6
15,9
13,8
16,5
16,0
16,3
5,1
Beton
Silikasusp. EMSAC 500 DOC
(50 M-% Feststoff)
Anmachwasser
-
-
-
-
Quarzsand 0/2
23,7
21,5
-
-
-
Grano Diorit 5-8
-
-
-
-
22,3
Kies 2/8
-
-
-
30,7
-
Blähtonsand 0/4
-
-
33,0
30,8
36,3
Kalksteinmehl
[Vol.-%]
Blähton 650 2/10
Trockenrohdichte
37,4
39,2
26,2
-
-
1650
1543
1390
1825
1765
40 / 41
39 / 41
34 / 36
40 / 46
46 / 48
18250
18700
14300
27200
21000
2,2
2,8
1,4
2,2
3,4
[kg/m³]
Druckfestigkeit Zylind./Würfel
E-Modul
[N/mm²]
Spaltzugfestigkeit
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 41 -
Ziel 2: Verbesserung der mech. Eigenschaften
Verringerung der Sprödigkeit durch Stahlfaserzugabe
zu wenig Fasern
kaum Zunahme der
Duktilität
Einfluss auf die Verarbeitbarkeit
Setzfließmaß
ß [cm]
80
zu viel Fasern
70
60
50
Blockierung,
schlechte Entlüftung
40
30
0,0
optimaler Fasergehalt
0,2
0,4
0,6
Fasergehalt [Vol.-%]
0,8
1,0
hohe Duktilität,
sichere
Selbstverdichtung
Quelle: Mechtcherine/Haist/Stärk/Müller, BMC-7, 2003.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 42 -
14
Ziel 2: Verbesserung der mech. Eigenschaften
Verringerung der Sprödigkeit durch Stahlfaserzugabe
2,0
Zugspannung % [N/mm²]
SVLB mit 0,5 Vol.-% Stahlfasern
1,5
1,0
0,5
SVLB ohne Fasern
0
0
0,05
0,10
0,15
Verformung $ [mm]
Quelle: Mechtcherine/Haist/Stärk/Müller, BMC-7, 2003.
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 43 -
Ziel 3: Verringerung der Schwindverformung
Notwendigkeit
• Hoher Anteil an Bindemittel und Feinststoffen im Beton
• Erhöhter Gesamtwassergehalt durch das Vornässwasser
• Potenzielles Schwinden der Leichtzuschläge durch Abgabe des
Vornässwassers
• Verzögerung
g
g des Betonschwindens durch Vornässen der leichten
Gesteinskörnungen
Vorgehen
• Untersuchung der Schwinddehnungen in Anlehnung an die
Graf-Kaufmann-Methode
• Ermittlung der Rissneigung durch Ringversuche
• Einsatz unterschiedlicher Schwindreduzierer (SRA) bzw.
Dichtungsmittel (DM)
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 44 -
Ziel 3: Verringerung der Schwindverformung
Dehnungen aus Gesamtschwinden, Versuche am SVLB-1
SRA 1
SRA 2
DM
Referenz (SVLB-1)
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 45 -
15
Ziel 3: Verringerung der Schwindverformung
Erfassung der Rissbildung infolge
Schwindens
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 46 -
Ziel 3: Verringerung der Schwindverformung
Vergleich der Rissweiten und des Zeitpunkts
der Rissbildung
Beton:
SVLB-1 (Ref.)
Betonalter bei
Rissbildung:
SVLB-1 mit SRA 1
SVLB-1 mit SRA 2
SVLB-1 mit DM
28 Tage
40 Tage
20 days
15 Tage
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 47 -
Ziel 4: Anpassung des Mischprozesses
Problem
! Erhöhung des Wasseranspruches
! Erhöhung der Rohdichte
Lösung
720
Setzfließmaß [mm]
• Bruch der Blähtonkügelchen beim
Mischen
700
680
660
640
620
600
0
• Reduzierung der Mischintensität
10 20 30 40 50 60 70
Zeit nach Mischende [min]
• Langsames Mischen in
Mischfahrzeugen steigert die
Fließfähigkeit
• Bestimmung des Feuchtegehaltes der
leichten Gesteinskörnung (wichtig!)
• Genaues Vornässen von Leichtzuschlag
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 48 -
16
Ziel 5: Durchführung von Pumpversuchen
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 49 -
Ziel 6: Herstellung der Verbundplatten
TU Dresden, Institut für Baustoffe, Prof. Mechtcherine – Bauen im Bestand / Leichtbeton
- 50 -
17

Download Report