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Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze

Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Florian Schulz
  • Abgabedatum: September 2002
  • Umfang: 235 Seiten
  • Dateigröße: 13,0 MB
  • Note: 1,3
  • Institution / Hochschule: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-6538-4
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-6538-4 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-6538-4 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Schulz, Florian September 2002: Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Bau, Bauchemie, Baustoffforschung, Fließmittel, Laborversuch

Diplomarbeit von Florian Schulz

Zusammenfassung:

Dauerhafte Stahlbetonteile bedürfen einer intensiven Nachbehandlung. Eine wesentliche Aufgabe der Nachbehandlung ist die Sicherstellung einer ausreichenden Feuchthaltung des oberflächennahen Betons, um eine ausreichende Hydratation des Zements zu erzielen. Für die Nachbehandlung gibt es verschiedene anerkannte Verfahren. Diese erfordern einen zusätzlichen Arbeitsaufwand, der sich im Extremfall über einen Zeitraum vom drei bis vier Wochen erstrecken kann.

Zur Erhöhung der Attraktivität und Wirtschaftlichkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen wurde in dieser Diplomarbeit ein bisher nicht übliches Nachbehandlungsverfahren erprobt: Die Zugabe eines wasserspeichernden Zusatzes bei der Betonherstellung. Derartige Stoffe werden z. B. als Stabilisatoren bei der Fließestrichherstellung eingesetzt.

Nach einer allgemeinen Einleitung wurde in dieser Diplomarbeit der Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton auf Grundlage einer Literaturrecherche dargestellt. Berücksichtigt und gegenübergestellt wurden die Aussagen der ehemals gültigen „Richtlinie zur Nachbehandlung von Beton“ vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton und der seit Juli 2001 gültigen DIN 1045-3 „Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton, Teil 3: Bauausführung“. Im weiteren Verlauf erfolgten Erläuterungen zu den Verfahren der Betonherstellung und –prüfung und zur Versuchsdurchführung. Erläutert wurden ebenso die eingesetzten Betonkomponenten und –zusätze.

Schwerpunkt der Diplomarbeit bildete die Durchführung der schon angesprochenen Laborversuche samt deren Auswertung. Ausgangspunkt bildeten acht verschiedene Betonrezepturen, die hinsichtlich Festigkeit und Verarbeitbarkeit das baupraktische Spektrum abdeckten. Diese acht Betone unterschieden sich in Wasserzementwert, Fließmittelgehalt und Stabilisatorgehalt. Es sollte, wenn möglich, nachgewiesen werden, dass die Betonzusammensetzungen mit Stabilisator im Wesentlichen den Eigenschaften eines „normalen“ Betons entsprechen, jedoch eine höhere Feuchte aufweisen. Um eine ergebnismäßige Vergleichbarkeit zwischen den verschiedenen Betonrezepturen herzustellen, wurden ein Versuchsprogramm sowie die Labor- bzw. Versuchsprotokolle ausgearbeitet, mit dem verschiedene Eigenschaften wie z. B. Ausbreitmaß, Druckfestigkeit oder Feuchtegehalt festgestellt und miteinander verglichen werden sollten. Bei der Versuchsdurchführung und –auswertung waren vor allem die zeitliche Entwicklung der Festigkeit, das Austrocknungs- und das Schwindverhalten von Interesse.

In den letzten beiden Kapiteln wurde auf die Auswirkungen des Stabilisatoreneinsatzes auf die Nachbehandlung eingegangen und ein Fazit gezogen. Neben den sehr umfangreichen Messprotokollen und Auswertungen finden sich im Anhang der Diplomarbeit Herstellerangaben über Fließmittel und Stabilisator wieder.

Inhaltsverzeichnis:

Aufgabenstellung 4
Abbildungsverzeichnis 5
1. Einleitung/Problemstellung 8
1.1 Überblick über die Nachbehandlung von Beton 8
1.2 Geschichte des Baustoffs Beton 9
1.3 Beton heute 10
1.4 Versuchsziele 11
1.5 Übersicht über den Aufbau der Diplomarbeit 12
2. Stand der Kenntnisse zur Nachbehandlung von Beton 13
2.1 Einführung und Hintergrund 13
2.2 Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) 19
2.3 Aussagen zur Nachbehandlung von Beton in der DIN 23
2.4 Vergleich der Regelungen aus DIN und DAfStb-Richtlinie 26
2.5 Zusammenfassung der Nachbehandlungskriterien 28
2.5.1 Zusammenfassung im Allgemeinen 28
2.5.2 Zusammenfassung im Speziellen 28
3. Versuchsdurchführung und Versuchsauswertung 31
3.1 Erläuterung der durchgeführten Versuche 31
3.1.1 Einführung 31
3.1.2 Kornzusammensetzung/Siebversuch 34
3.1.3 Ausbreitversuch 36
3.1.4 Verdichtungsversuch 38
3.1.5 Luftporengehalt von Frischbeton 39
3.1.6 Frischbetonrohdichte 40
3.1.7 Festbetonrohdichte 41
3.1.8 Druckfestigkeit 42
3.1.9 Feuchte-/Temperaturmessungen an Platten 44
3.1.10 Schwindmessungen 47
3.1.11 Bestimmung des Feuchtegehalts 49
3.1.12 Fehlerbetrachtung 50
3.2 Erläuterung der einzelnen Betonkomponenten 52
3.2.1 Beton 52
3.2.2 Fließmittel 56
3.2.3 Stabilisator 60
3.2.4 Feststellung des Stabilisator- und Fließmittelgehalts 63
3.3 Auswertung der Versuche 66
3.3.1 Allgemeine Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse der verschiedenen Betonrezepturen 66
3.3.2 Auswertung der Druckfestigkeiten 69
3.3.3 Auswertung der Schwindmessungen 74
3.3.4 Messungen der relativen Feuchte 78
3.3.5 Bestimmung des Feuchtegehalts 84
3.3.6 Vergleich der Aussagen aus 3.3.4 und 3.3.5 86
4. Auswirkungen des Stabilisatoreinsatzes auf die Nachbehandlung 87
4.1 Auswirkung des Stabilisators auf die Nachbehandlungsmaßnahmen 87
4.2 Konsistenz und Verarbeitbarkeit 87
4.3 Materialkosten 88
5. Fazit 90
Literaturverzeichnis 92
Anhang 94

Automatisiert erstellter Textauszug:

Die Abbildung zeigt drei maßgebliche Zeitbereiche des Schwindens: Im Zeitraum t1 findet die Verdunstung überhygroskopischer Feuchte statt, hier erfolgt kein Schwinden. Die weitere Austrocknung im Zeitraum t2 führt zum Schwinden und ist zum Zeitpunkt tn beendet. Das Schwinden ist dann abgeschlossen, ist. Die Schwinddehnung εs ist eine elastische Verformung, sofern keine Schwindrisse entstehen. Diese werden durch Spannungen aufgrund Austrocknung verursacht, wenn die Schwindspannung über der Zugfestigkeit des Betons liegt. Zusatzmittel können das Schwinden beeinflussen: Durch wassereinsparende Mittel (z. B. Fließmittel) wird das Schwinden herabgesetzt, einige Zusatzmittel können jedoch auch ein erhöhtes Schwinden zur Folge haben (z. B. Erstarrungsbeschleuniger). Die Ausführungen in der Literatur zu diesem Thema sind allerdings nicht einheitlich (siehe 3.2.2). Die Schwindmessungen wurden mit einem Setz-Dehnungs-Messer durchgeführt. Hierzu sind in einem Abstand l0 von ca. 10cm zwei Messmarken aufgeklebt, auf die der Setz-Dehnungs-Messer aufgesetzt wird wenn der Endwert der Feuchte (die sogenannte Gleichgewichtsfeuchte) und mit ihr der Endwert des Schwindens εs∞ erreicht [...]

Korrosionsschutz der Bewehrung. Weigler/Karl führen außerdem dazu aus, dass die Hydratation ohne Nachbehandlung nach 28 Tagen Luftlagerung bis in eine Tiefe von 80 mm zum Stillstand gekommen ist. Herauszufinden wäre also, ob der Stabilisator einen maßgeblichen Einfluss auf die relative Feuchte und somit die Hydratation hat. b) Temperaturmessungen Der Temperatur kam während der Messreihen eine eher untergeordnete Rolle zu, da die Lufttemperatur im Labor relativ gleichmäßig bei ca. 25°C lag und die Betontemperatur sich über den gesamten Messzeitraum an der Lufttemperatur orientierte. Die Angaben aus den Temperaturmessungen sollten, falls nötig und möglich, untypische Veränderungen der relativen Feuchte nachvollziehbar machen und evtl. einen Aufschluss über diese Veränderungen geben können. Aus diesen Gründen wird auf eine Auswertung der Betontemperaturen im Teil 3.3 verzichtet. [...]

Hierbei ist ϕ die relative Feuchte, mwd die absolute Feuchte und ms die Sättigungsdampfmenge, auch als maximal mögliche Wasserdampfmenge bekannt. ms ist maßgeblich abhängig von der Temperatur, Einflüsse aus Druck sind vernachlässigbar. Steigt die Temperatur, so steigt auch die Sättigungsdampfmenge. Ist mwd größer als ms, so kommt es zur Bildung von Nebel, Tau und Kondensation. Der Taupunkt liegt bei mwd=ms, ϕ beträgt dann 100%. Wie schon in 2.1 ausgeführt, ist der 80%-Wert der relativen Feuchte ein markanter Punkt, da über diesem Wert eine ausreichende Hydratation stattfindet. Die nachfolgende Abbildung zeigt die relative Feuchte in Abhängigkeit der Tiefe (Abstand von der Oberfläche) nach sieben Tagen Luftlagerung. [...]

Arbeit zitieren:
Schulz, Florian September 2002: Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Bau, Bauchemie, Baustoffforschung, Fließmittel, Laborversuch

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