Untersuchungen zur Modellierung des Frisch- und Festbetonverhaltens erdfeuchter Betone: Fid-Bau Portal

Untersuchungen zur Modellierung des Frisch- und Festbetonverhaltens erdfeuchter Betone

Bornemann, Roland

Ziel der Arbeit war es, systematisch Wirkzusammenhänge zwischen der Gesteinskörnung (Sieblinie, Kornform) und den Eigenschaften der Feinstoffe (Reaktivität, Kornform und Menge) zu erkennen und so die Festigkeit erdfeuchter Betone sowohl im sofortentschalten frischen als auch erhärteten Zustand prognostizieren zu können. Die Modellierung und Beschreibung des Frisch- und Festbetonverhaltens erdfeuchter Betone erforderte zunächst die Entwicklung eines reproduzierbar arbeitenden Prüfverfahrens, um die vielfältigen Faktoren erfassen zu können, die auf den Verdichtungsfortschritt und auf das Verdichtungsergebnis Einfluss nehmen. Die mit dem hierzu neuentwickeltem Rüttelproctor-Prüfverfahren erzielten Ergebnisse ermöglichten es, die Funktionsweise des erdfeuchten Betons im 'grünen' und erhärteten Zustand zu verstehen, zu modellieren und zu prognostizieren. Zum besseren Verständnis des Tragverhaltens wurden bodenmechanische Versuche (Rahmenscherversuche) und Festigkeitsuntersuchungen in Abhängigkeit von Wassergehalt und Packungsdichte der Feststoffe erdfeuchter Betone durchgeführt. Durch diese Versuche konnten Ansätze für ein geschlossenes Ingenieurmodell erarbeitet werden. Im Anschluss wurden erdfeuchte Betone stofflich optimiert und in das Modell integriert. Die Optimierung zielte dabei in erster Linie auf die Steigerung der Packungsdichte durch die Verbesserung der Kornzusammensetzung der Feinststoffe. Weiter wurde nach Möglichkeiten gesucht, auch die Dauerhaftigkeit von Betonen durch die für die Festigkeit wichtigen Kenngrößen zu prognostizieren. Durch begleitende Frost-Tausalz-Untersuchungen wurde der Einfluss einer durch Optimierung gesteigerten Packungsdichte auf die Dauerhaftigkeit geprüft. Insgesamt zeigt die Arbeit, dass mit dem Rüttelproctorverfahren eine reproduzierbare produktionsbegleitende Prüfung von Zusatzmitteln und Zusatzstoffen möglich ist. Die Wirkung der Stoffe auf den Wasseranspruch und die Packungsdichte des erdfeuchten Betons können ermittelt und zur weiteren Optimierung des Betonzusammensetzung und der Produktqualität genutzt werden. Die im Rahmen der Arbeit entwickelten Diagramme und Gleichungen erlauben es außerdem, auf Basis von w/z- bzw. w/f-Wert, die Festigkeit aber auch die Dauerhaftigkeit zu prognostizieren. Integriert man dies in die Maschinensteuerung, so kann dies als ein weiteres Mittel zur Qualitätskontrolle genutzt werden.