Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze
- 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
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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 |
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. [...]
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832465384
Arbeit zitieren:
Schulz, Florian September 2002: Nachbehandlung von Beton durch Zugabe wasserspeichernder Zusätze, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Bau, Bauchemie, Baustoffforschung, Fließmittel, Laborversuch



