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Entwicklung von hochfestem selbstverdichtendem Beton und Überprüfung der Eigenschaftskennwerte. Abschlussbericht
Zum Forschungsvorhaben gehörte eine Beschreibung der granulometrischen Eigenschaften der Ausgangsstoffe und die Untersuchung der rheologischen Eigenschaften von HSVM (hochfesten selbstverdichtenden Mörtel) und HSVB (Betonen). Anschließend wurden die mechanischen Eigenschaften und das Verformungsverhalten der HSVB ermittelt. Dazu gehörten die Druck- und Spaltzugfestigkeit, der statische E-Modul, das Kriechen und Schwinden, die zentrische Zugfestigkeit und das Spannungs-Dehnungsverhalten für Druck- und Zugbeanspruchung. Weiterhin sollte die Praxistauglichkeit nachgewiesen werden, um eine baupraktische Anwendung von hochfesten selbstverdichtenden Betonen zu ermöglichen und um kleine und mittlere Unternehmen zu befähigen, solche Sonderbetone einzusetzen. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen wurde ein CEM 1 52,5 R, eine Flugasche aus Trockenkammerfeuerung und eine handelsübliche Silikastaubsuspension eingesetzt. Mit diesen Ausgangsstoffen wurden je ein funktionstüchtiger HSVB des Mehlkorntyps und des Stabilisierertyps entworfen. An den Mörteln aus diesen Betonen wurde der Einfluss von Silikastaub auf die rheologischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Einfluss der Granulometrie auf die Rheologie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Zwischen der Siebliniendifferenz und der relativen Viskosität und dem Wasseranspruch wird für die untersuchten HSVM eine gute bis sehr gute Korrelation festgestellt. Die rheologischen Abhängigkeiten sind grundsätzlich vom Typ des HSVB - Mehlkorn oder Stabilisierer unabhängig. Der Stabilisierertyp ist deutlich niederviskoser. Neben den guten Verarbeitungseigenschaften ist beim HSVB das Erreichen hoher Druckfestigkeiten von besonderer Bedeutung. Deshalb wurde an den Mörteln, an denen die rheologischen Untersuchungen durchgeführt wurden, die Druck- und Biegzugfestigkeit im Alter von 2 Tagen, 7 Tagen und 28 Tagen ermittelt, um Einflüsse aus der Betonzusatzstoffmenge auf diese Parameter zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen können wie folgt zusammengefasst werden: Alle HSVM erreichen mit 104 MPa bis 118 MPa nach 28 Tagen hohe Druckfestigkeiten und mit ca. 12 MPa bis 16 MPa ebenfalls hohe Biegezugfestigkeiten. Die Stabilisierertyp-HSVM liegen bei der Druckfestigkeit über den vergleichbaren Mehlkorntyp-HSVM. Für die Biegezugfestigkeit gibt es keinen signifikanten Unterschied. Allerdings zeigte sich beim Stabilisierertyp-HSVM mit 10 M.-% v. Z. Silikastaubsuspension bei einzelnen Mischungen ein Abfall der Biegezugfestigkeit von 7 Tage auf 28 Tage um ca. 15%. Bei den abschließenden Untersuchungen an Festbetonen konnten bei den HSVB keine Unterschiede hinsichtlich ihrer mechanischen bzw. Verformungseigenschaften im Vergleich zu hochfesten Rüttelbetonen festgestellt werden und die angestrebte Druckfestigkeitsklasse 0100/115 wurde sowohl für den Stabilisierertyp- als auch für den Mehlkorntyp-HSVB erreicht. Die Elastitzitätsmoduln der HSVB mit 51000 MPa für den Mehlkorntyp-HSVB und mit 49800 MPa für den Stabilisierertyp-HSVB übertrafen die Rechenwerte der /DINO8a/ für die zu erzielenden Festigkeitsklasse Cl 00/115. Die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl zum Schwinden und Kriechen als auch zum Spannungs-Dehnungsverhalten für Druck- und Zugbeanspruchung lagen in der Größenordnung vergleichbarer hochfester Rüttelbetone. Zusätzlich konnte die Praxistauglichkeit an 10 Chargen für den Mehlkorntyp-HSVB nachgewiesen werden. Für den HSVB2 (Stabilisiertyp) sollte die Mischungszusammensetzung weiter optimiert werden, um die Streuung der mechanischen Kennwerte zu reduzieren. Insgesamt haben die Untersuchungen gezeigt, dass SVB unter der Verwendung von Silikastaubsuspension sehr gut als hochfeste Betone entworfen und verwendet werden können. Insbesondere die guten Verarbeitungseigenschaften des Mehlkorntyp-HSVB und seine Unempfindlichkeit gegen Schwankungen der Ausgangsstoffe würden den Einsatz in der Praxis bedeutend vereinfachen.
Entwicklung von hochfestem selbstverdichtendem Beton und Überprüfung der Eigenschaftskennwerte. Abschlussbericht
Zum Forschungsvorhaben gehörte eine Beschreibung der granulometrischen Eigenschaften der Ausgangsstoffe und die Untersuchung der rheologischen Eigenschaften von HSVM (hochfesten selbstverdichtenden Mörtel) und HSVB (Betonen). Anschließend wurden die mechanischen Eigenschaften und das Verformungsverhalten der HSVB ermittelt. Dazu gehörten die Druck- und Spaltzugfestigkeit, der statische E-Modul, das Kriechen und Schwinden, die zentrische Zugfestigkeit und das Spannungs-Dehnungsverhalten für Druck- und Zugbeanspruchung. Weiterhin sollte die Praxistauglichkeit nachgewiesen werden, um eine baupraktische Anwendung von hochfesten selbstverdichtenden Betonen zu ermöglichen und um kleine und mittlere Unternehmen zu befähigen, solche Sonderbetone einzusetzen. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen wurde ein CEM 1 52,5 R, eine Flugasche aus Trockenkammerfeuerung und eine handelsübliche Silikastaubsuspension eingesetzt. Mit diesen Ausgangsstoffen wurden je ein funktionstüchtiger HSVB des Mehlkorntyps und des Stabilisierertyps entworfen. An den Mörteln aus diesen Betonen wurde der Einfluss von Silikastaub auf die rheologischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Einfluss der Granulometrie auf die Rheologie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Zwischen der Siebliniendifferenz und der relativen Viskosität und dem Wasseranspruch wird für die untersuchten HSVM eine gute bis sehr gute Korrelation festgestellt. Die rheologischen Abhängigkeiten sind grundsätzlich vom Typ des HSVB - Mehlkorn oder Stabilisierer unabhängig. Der Stabilisierertyp ist deutlich niederviskoser. Neben den guten Verarbeitungseigenschaften ist beim HSVB das Erreichen hoher Druckfestigkeiten von besonderer Bedeutung. Deshalb wurde an den Mörteln, an denen die rheologischen Untersuchungen durchgeführt wurden, die Druck- und Biegzugfestigkeit im Alter von 2 Tagen, 7 Tagen und 28 Tagen ermittelt, um Einflüsse aus der Betonzusatzstoffmenge auf diese Parameter zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen können wie folgt zusammengefasst werden: Alle HSVM erreichen mit 104 MPa bis 118 MPa nach 28 Tagen hohe Druckfestigkeiten und mit ca. 12 MPa bis 16 MPa ebenfalls hohe Biegezugfestigkeiten. Die Stabilisierertyp-HSVM liegen bei der Druckfestigkeit über den vergleichbaren Mehlkorntyp-HSVM. Für die Biegezugfestigkeit gibt es keinen signifikanten Unterschied. Allerdings zeigte sich beim Stabilisierertyp-HSVM mit 10 M.-% v. Z. Silikastaubsuspension bei einzelnen Mischungen ein Abfall der Biegezugfestigkeit von 7 Tage auf 28 Tage um ca. 15%. Bei den abschließenden Untersuchungen an Festbetonen konnten bei den HSVB keine Unterschiede hinsichtlich ihrer mechanischen bzw. Verformungseigenschaften im Vergleich zu hochfesten Rüttelbetonen festgestellt werden und die angestrebte Druckfestigkeitsklasse 0100/115 wurde sowohl für den Stabilisierertyp- als auch für den Mehlkorntyp-HSVB erreicht. Die Elastitzitätsmoduln der HSVB mit 51000 MPa für den Mehlkorntyp-HSVB und mit 49800 MPa für den Stabilisierertyp-HSVB übertrafen die Rechenwerte der /DINO8a/ für die zu erzielenden Festigkeitsklasse Cl 00/115. Die Ergebnisse der Untersuchungen sowohl zum Schwinden und Kriechen als auch zum Spannungs-Dehnungsverhalten für Druck- und Zugbeanspruchung lagen in der Größenordnung vergleichbarer hochfester Rüttelbetone. Zusätzlich konnte die Praxistauglichkeit an 10 Chargen für den Mehlkorntyp-HSVB nachgewiesen werden. Für den HSVB2 (Stabilisiertyp) sollte die Mischungszusammensetzung weiter optimiert werden, um die Streuung der mechanischen Kennwerte zu reduzieren. Insgesamt haben die Untersuchungen gezeigt, dass SVB unter der Verwendung von Silikastaubsuspension sehr gut als hochfeste Betone entworfen und verwendet werden können. Insbesondere die guten Verarbeitungseigenschaften des Mehlkorntyp-HSVB und seine Unempfindlichkeit gegen Schwankungen der Ausgangsstoffe würden den Einsatz in der Praxis bedeutend vereinfachen.
Entwicklung von hochfestem selbstverdichtendem Beton und Überprüfung der Eigenschaftskennwerte. Abschlussbericht
Development of high strength selfcompacting concrete and verification of property values. Final report
Brameshuber, W. (Autor:in) / Bohnemann, C. (Autor:in) / Uebachs, S. (Autor:in)
2009
99 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Report
Deutsch
hochfester Werkstoff , selbstverdichtender Beton , Additiv , Silicafeinststaub , Wasser-Zement-Wert , Flugasche , Flugaschenzement , Zugfestigkeit , Elastizitätsmodul , Korngrößenverteilung , Kriechen (Werkstoff) , Spannungs-Dehnungs-Diagramm , Spannungs-Dehnungs-Verhalten , Spannung-Dehnung unter Zug , Spannung-Dehnung unter Druck , Fließverhalten , Druckfestigkeit , Biegefestigkeit , Verarbeitungseigenschaft
UB Braunschweig | 2009
|TIBKAT | 2009
|Betongelenke aus selbstverdichtendem und hochfestem Beton bei der neuen Elbebrücke Mühlberg
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