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Prüfen der Pumpbarkeit von Beton – Vom Labor in die Praxis

Secrieru, Egor / Butler, Marko / Mechtcherine, Viktor

Für die Beurteilung der Pumpbarkeit von Frischbeton existieren bislang keine normativen Regelungen, in denen die Anforderungen an seine rheologischen Eigenschaften festgeschrieben sind. Zur Prüfung der Pumpbarkeit von Frischbeton – vor allem auf der Baustelle – ist die Etablierung einfacher, robuster und dennoch aussagekräftiger rheologischer Messtechniken von elementarer Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag werden die neuen prüftechnischen Ansätze für eine zielsichere Optimierung des Pumpens von Frischbeton vorgestellt. Insbesondere wird die Funktionsweise des sog. Gleitrohr-Rheometers (Sliding Pipe Rheometer, SLIPER) erläutert, mit dem Fördermengen, Druckverhältnisse und resultierende Bewegungszustände des Frischbetons in einer Betonförderleitung in guter Näherung quantitativ abgeschätzt werden können. Im Rahmen einer Parameterstudie werden die unter Verwendung von SLIPER erzielten Ergebnisse analysiert und mit denen eines stationären Betonviskosimeters verglichen. Es werden die ermittelten Zusammenhänge zwischen Rheologie und Pumpbarkeit sowohl von Normalbetonen als auch von Sonderbetonen (selbstverdichtender Beton (SVB) und hochduktiler Beton (SHCC)) dargestellt. Schließlich wird die Vorhersagefähigkeit des Pumpverhaltens von Beton auf der Basis der SLIPER-Untersuchungen durch Messung des Pumpdruckes unter Baustellenbedingungen validiert.

In assessing concrete pumpability, there are still no norms or regulations providing guidelines with regard of fresh concrete's rheological properties. For testing concrete pumpability, especially on the construction site, the establishment of simple, robust but reliable testing techniques is of great importance. The paper at hand gives an overview of the new approaches in estimating pumpability of fresh concrete. In particular, the idea and working principle of the so-called Sliding Pipe Rheometer (SLIPER) are explained. Using SLIPER, pumping pressure vs. discharge rate relationships can be reliably estimated for various pipe lengths and diameters. A parameter study on the effect of concrete composition on its pumpability is also presented. The results obtained from the SLIPER tests are analysed and compared with those obtained during tests with a stationary concrete viscometer and testing using conventional, empirical tests. The correlations between the rheological properties according to the BINGHAM model and the pumpability of four various ordinary concretes and two high performance concretes (self-compacting concrete (SCC) and strain-hardening cement-based composite (SHCC)) are investigated. Finally, based on the investigations the predictive capacity of the SLIPER in respect of concrete pumpability is validated by measuring the discharge pressure under field conditions.