Beton Zusammenfassung PDF

Preview

Summary

Beton Zusammenfassung 2016/2017...

Description

Inhaltsverzeichnis: I) Expositionsklassen: Übersicht 1.2 Expositionsklassen: Betontechnische Maßnahmen II) Fragenkatalog 2.1 Berechnung & Stoffraumgleichung 2.2 Beton & Betoneigenschaften 2.3 Betonchemie 2.4 Definitionen 2.5 Erhärtung & Festigkeitsentwicklung 2.6 Expositionsklassen 2.7 Hydratation 2.8 Körnungsziffer 2.9 Poren 2.10 Wasserzementwert 2.11 Zement 2.12 Zuschlag & Sieblinien7Zusammensetzung III) Musterrechnungen 3.1 Körnungsziffer7Berechnung über gegebenen Rückstand (Masse) 3.2 Körnungsziffer 7Berechnung über gegebenen Durchgang (Prozent) 3.3 Bewertung eines Korngemisches 3.4 Körnungsziffer7Berechnung bei Verdopplung eines Siebrückstandes 3.5 Mischkreuzrechnung bei drei gegebenen Körnungen 3.6 Mischkreuzrechnung bei vier gegebenen Körnungen 3.7 Wasseranspruch über Interpolation 3.8 Berechnung des Wasser7 und Zementanspruchs 3.9 Bestimmung der Mindestfestigkeitsklasse eines rotationssymmetrischen Stahlbetonbehälters 3.10 Bestimmung der Oberflächenfeuchte 3.11 Körnungsziffer7Berechnung über gegebenen Durchgang bei unterschiedlichen Dichten 3.12 Bestimmung der Festigkeiten von Probekörpern zu verschiedenen Zeitpunkten IV) Allgemeine Formeln 4.1 Sieblinien7 und Mischkreuzrechnung 4.2 Eigen7 und Oberflächenfeuchte 4.3 Wasser7 und Zementanspruch & Stoffraumgleichung V) Regelsieblinien 5.1 GK 8 5.2 GK 16 5.3 GK 32 5.4 Körnungsziffern (8, 16, 32) 5.5 Mitten: GK 8 5.6 Mitten: GK 16 5.7 Mitten: GK 32 5.8 Körnungsziffern (Mitten 8, 16, 32) VI) Diagramme zur Festigkeitsentwicklung 6.1 Einfluss der Beton7Einbautemperatur 6.2 Einfluss der Zementart 6.3 Einfluss der Mahlfeinheit VII) Betoneinteilung: 7.1 Nach Rohdichte 7.2 Nach Ort der Herstellung 7.3 Nach Ort der Verarbeitung 7.4 Nach Art der Transports/Einbringens 7.5 Nach Art der Verdichtung 7.6 Nach Art der Oberflächenbeschaffenheit VIII) Zuschläge & Zement: 8.1 Einteilung von Zuschlägen 8.2 Zusammensetzung und Anwendungsbereiche von Zement 8.3 Rohdichten 8.4 Beispiele für Zuschläge IX) Steuerung der Betonkenngrößen X) Übersicht: Beton – Herstellung nach Norm XI) Anhang 11.1 Beispiele für Expositionsklassen

I) Expositionsklassen: Übersicht X0

Stahl7Korrosion

Beton7/Stahl7Korrosion

A: Füllbeton, Sauberkeitsschichten

X0 (kein Angriff) XC (Carbonation: Karbonatisierung, Nass# Trocken#Wechsel)

XC

Nass7Trocken7 Wechsel Wasser7 sättigung keine/mäßig hoch

Nass7Trocken7 Wechsel Wasser7 sättigung mäßig hoch

B: unbewehrte Fundamente ohne Frost, unbewehrte Innenbauteile, XC1: Bauteile in Innenräumen mit üblicher Luftfeuchte (Küche, Bad, Waschküche in Wohngebäuden o.ä.), ständig in Wasser getauchter Beton XC2: Teile von Wasserbehältern, Gründungsbauteile

nein/ selten

ja

XC1 XC2

XC3 XC4

XD (Deicing: Chloride außer Meerwasser, Nass#Trocken#Wechsel) XD

keine oder Beton7Korrosion

nein/ selten

ja

7 XD2

XD1 XD3

XC3: Bauteile mit häufigem oder ständigem Kontakt zur Außenluft (offene Hallen), Innenräume mit hoher Luftfeuchtigkeit (gewerblichen Küchen, Bädern, Wäschereien), in Feuchträumen von Hallenbädern und Viehställen XC4: Außenbauteile mit direkter Beregnung, Bauteile in Wasserwechselzonen

XD1: Bauteile im Sprühnebelbereich von Verkehrsflächen, Einzelgaragen XD2: Solebäder, Schwimmbecken, Bauteile, die chloridhaltigen Industrieabwässern ausgesetzt sind XD3: Teile von Brücken mit häufiger Spritzwasserbeanspruchung, Fahrbahndecken, Parkdecks

XS (Seawater: Chloride aus Meerwasser, Nass# Trocken#Wechsel) XS

Nass7Trocken7 Wechsel Wasser7 sättigung mäßig hoch

XS1: Außenbauteile in Küstennähe

nein/ selten

ja

7 XS2

XS1 XS3

XS2: Bauteile in Hafenbecken, die ständig unter Wasser liegen XS3: Kaimauern in Hafenanlagen

XF1: Außenbauteile

XF (Freezing: Frost, Frost#Tau#Wechsel)

XF

Taumittel7 Einsatz Wasser7 sättigung mäßig hoch

ohne

mit

XF3: offene Wasserbehälter, Bauteile in der Wasserwechselzone von Süßwasser

XF1 XF3

XF2 XF4

XF4: Straßenbeläge, die mit Taumitteln behandelt werden, überwiegend horizontale Bauteile, Bauteile im Spritzwasserbereich von taumittelbehandelten Verkehrsflächen, Meerwasserbauteile in der Wasserwechselzone

XA (chemical Attack: chemischer Angriff) XA

Angriff schwach mäßig stark

XM

XA1: Behälter von Kläranlagen, Güllebehälter XA2: Betonbauteile, die mit Meerwasser in Berührung kommen, Bauteile in stark betonangreifenden Böden

XA1 XA2 XA3

XM (mechanical Attack: mechanischer Angriff) Verschleiß mäßig stark Sehr stark

XF2: Betonbauteile im Sprühnebelbereich von taumittelbehandelten Verkehrsflächen, Betonbauteile im Sprühnebel von Meerwasser

XM1 XM2 XM3

XA3: Industrieabwasseranlagen mit chemisch sehr stark angreifenden Abwässern, Futtertische der Landwirtschaft, Kühltürme mit Rauschgasableitung XM1: Straßenbeläge in Wohngebieten, tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch luftbereifte Fahrzeuge XM2: Straßenbeläge von Hauptverkehrsstraßen, Verkehrsflächen mit schwerem Gabelstaplerverkehr, tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch luft7 oder vollgummibereifte Gabelstapler XM3: Beläge von Flächen die häufig mit Kettenfahrzeugen befahren werden (Kasernenhof), Wasserbauwerke in geschiebebelasteten Gewässern (Oberlauf von Flüssen, Tosbecken) tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch elastomer7 oder stahlbereifte Gabelstapler

1.2 Expositionsklassen: Betontechnische Maßnahmen (siehe auch Betonheft S. 4950): Stahl7Korrosion Klassenbez. X0

Beton7/Stahl7Korrosion

keine oder Beton7Korrosion

Umgebung/ Einwirkung Min fc C8/10 C12/15

Maßnahmen Min. z 7 7

A B

keine tragende Bauteile

Max. w/z 7 7

Min. P 7 7

1

trocken oder ständig nass

0,75

C16/20

240

7

2

nass, selten trocken

0,75

C16/20

240

7

3

mäßig feucht

0,65

C20/25

260

7

4

wechselnd nass und trocken

0,60

C25/30

280

7

1

mäßig feucht; salzhaltige Luft

0,55

C30/37 (a, b)

300

7

2

nass, selten trocken; unter Wasser

0,50

C35/45 (a, b)

320 (a)

7

3

wechselnd nass und trocken; Tidebereiche

0,45

C35/45 (a, b)

320 (a)

7

1

mäßige Wassersättigung ohne Taumittel

0,6

C25/30

280

7

0,55 (d)

C25/30

300

GK 8 mm ≥ 5,5 Vol.7% GK 16 mm ≥ 4,5 Vol.7% GK 32 mm ≥ 4,0 Vol.7% GK 63 mm ≥ 3,5 Vol.7%

0,50 (d)

C35/45 (a, c)

320 (a)

7

0,55

C25/30

300

0,50

C35/45 (a, c)

320 (a)

XC

XD/ XS

2

mäßige Wassersättigung mit Taumittel

XF 3

XA

XM

hohe Wassersättigung ohne Taumittel

GK 8 mm ≥ 5,5 Vol.7% GK 16 mm ≥ 4,5 Vol.7% GK 32 mm ≥ 4,0 Vol.7% GK 63 mm ≥ 3,5 Vol.7% 7 GK 8 mm ≥ 5,5 Vol.7% GK 16 mm ≥ 4,5 Vol.7% GK 32 mm ≥ 4,0 Vol.7% GK 63 mm ≥ 3,5 Vol.7%

4

hohe Wassersättigung mit Taumittel

0,50 (d)

C30/37

320 (a)

1

chemisch schwach angreifende Umgebung

0,60

C25/30

280

7

2

chemisch mäßig angreifende Umgebung und Meeresbauwerke

0,50

C35/45 (a, b, c)

320 (a)

7

3

chemisch stark angreifende Bauteile

0,45

C35/45 (b)

320

7

1

mäßige Verschleiß7 beanspruchung

0,55

C30/37 (b)

300 (e)

7

2

starke Verschleiß7 beanspruchung

3

sehr starke Verschleiß7 beanspruchung

0,55

C30/37 (b, f)

300 (e)

7

0,45

C35/45 (b)

320 (e)

7

0,45

C35/45 (b, f)

320 (e)

7

a) Für massige Bauteile (kleinste Bauteildicke 80 cm) sind kleinere Grenzwerte möglich. b) Bei LP7Beton aufgrund gleichzeitiger Beanspruchung aus Expositionsklasse XF eine Festigkeitsklasse niedriger. c) Bei langsam und sehr langsam erhärtendem Beton eine Festigkeitsklasse niedriger. d) Nur Anrechnung von Flugasche zulässig. Bei Zugabe von Flugasche und Silikastaub ist jegliche Anrechnung ausgeschlossen. e) Höchstzementgehalt 360 kg/m³, jedoch nicht für hochfesten Beton f) Obwohl zulässig, Anwendung von LP7Beton nicht empfehlenswert. 7 b) und c) dürfen nicht gleichzeitig angewandt werden. 7 Mindestdruckfestigkeitsklasse gilt nicht für Leichtbeton. 7 Bei Größtkorn 63 mm darf der Zementgehalt um 30 kg/m³ verringert werden. 7 Betonfestigkeitsklassen: Normal7 und Schwerbeton: C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60 7 Betonfestigkeitsklassen: Hochfeste Betone: C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105, C100/115

II) Fragenkatalog: 2.1 Berechnung & Stoffraumgleichung: Geben Sie den formelmäßigen Zusammenhang zwischen dem prozentualen Siebdurchgang und der siebbezogenen Summe des Rückstands an.  ∑Ri [M.%] = 100 – Di [M.%] Was sind Stoffräume im Sinne der Stoffraumgleichung?  Stoffräume sind Volumina in dm³, die von den Komponenten Wasser, Luft, Zement und Zuschlag in 1 m³ Frischbeton eingenommen werden. Wofür steht die Zahl 1000 in der Stoffraumgleichung?  Die Zahl 1000 entspricht den dm³, die in 1 m³ Frischbeton enthalten sind. 2.2 Beton & Betoneigenschaften: In welchen Formen kommt Wasser im Festbeton vor?  Als Porenwasser (in den Gelporen), als im Zementstein gebundenes Wasser, als Kernfeuchte im Zuschlag. Nennen Sie drei Möglichkeiten, durch die das Schwinden von Beton positiv beeinflusst werden kann.  Schwinden wird positiv beeinflusst durch: geringe Luftfeuchtigkeit, Wind, Sonneneinstrahlung und/oder hohe Temperaturen  Eindämmung des Frühschwindens: Vermeidung raschen Austrocknens. Nennen Sie je drei Entwurfskriterien (für die Betonrezeptur) von Frisch# und Festbeton.  Frischbeton: Rohdichte, Konsistenz, Temperatur – Festbeton: Festigkeit, Gewicht (Rohdichte), Expositionsklasse. Nennen Sie zwei Möglichkeiten, um die Verarbeitbarkeit des Betons zu verbessern.  Betonverflüssiger und Fließmittel verbessern die Verarbeitbarkeit des Betons bei gleichem w/z–Wert oder vermindern den Wasseranspruch und damit den w/z–Wert bei gleicher Verarbeitbarkeit.  Durch den Einsatz von Luftporenbildnern wird die Frost und FrostTaumittelbeständigkeit des Betons wesentlich erhöht, seine Verarbeitbarkeit verbessert und das Bluten (Wasserverlust beim Betonieren) vermindert. Zudem sinkt der Wasserbedarf. Sie haben für unterschiedliche Einbauorte einer bestimmten Baustelle zwischen plastischem und steifem Beton (bei ansonsten gleicher Zusammensetzung) zu wählen. Der eine Einbauort liegt weiter entfernt von der Anlieferungsstelle. Der andere Einbauort betrifft ein massiges, für die Tragfähigkeit der Konstruktion wichtiges, Bauteil. Welchen Beton würden Sie wo, vorzugsweise, einbauen?  Steifer Beton: Für massige, unbewehrte oder schwach bewehrte Bauteile. Niedriges Schwind und Kriechverhalten. Kann nicht gepumpt werden  für massiges Bauteil  Plastischer Beton: Für alle bewehrten und unbewehrten Bauteile, von denen nicht nur eine genügend hohe Festigkeit, sondern auch eine möglichst gute Dichtigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einwirkung verlangt wird.  Für Bauteil an entferntem Einbauort  Weicher Beton: Für Bauteile in enger Schalung und mit dichter Bewehrung. Ist relativ unempfindlich gegen Einbau und Verdichtungsfehler. Er schwindet und kriecht allerdings stärker als plastischer Beton. Welche Kenngrößen kennen Sie, um die Konsistenz von Beton zu quantifizieren und welches Verfahren / welche Kenngröße ist für steife Betone besser geeignet?  Verdichtungsmaß & Ausbreitmaß. Für steife Betone eignet sich eher das Verdichtungsmaß bzw. der Verdichtungsversuch. 2.3 Betonchemie: Mit welcher Prüfung kann festgestellt werden, ob der pH#Wert einer Festbetonprobe einen kritischen Wert erreicht hat? Beschreiben Sie stichpunktartig die Untersuchung. Wie wird das Prüfergebnis „abgelesen“? Bei welchem pH#Wert liegt der Grenzwert? Liegt der kritische Bereich unterhalb oder oberhalb des Grenzwertes? Was sind die Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit?  Mit einer PhenolphthaleinProbe (zur Visualisierung der Carbonatisierungstiefe). Der Grenzwert liegt bei etwa 7, der kritische Bereich (sauer) darunter. Die Lösung wird auf das Bauteil gesprüht und eine mögliche Änderung der Lösungsfarbe beobachtet.

2.4 Definitionen: Was ist der Unterschied zwischen „wasserdicht“ und „wasserundurchlässig“ bei Beton?  Ein Beton ist „wasserdicht“, wenn er über die Kapillarporen kein Wasser aufnimmt, was u. a. durch den Einsatz einer Imprägnierschicht erreicht werden kann. Wasserundurchlässig hingegen bezeichnet den Zustand, dass Wasser das Bauteil nicht vollständig durchdringen kann. Was ist der Unterschied zwischen „Zement“, „Zementleim“ und „Zementstein“?  Zement ist ein fein gemahlenes, hydraulisches Bindemittel, wohingegen Zementleim die Verbindung zwischen Zement und Wasser bezeichnet. Als Zementstein wird der durch Hydratation erhärtete Zementleim bezeichnet. Was ist der Unterschied zwischen „Zugabewasser“ und „Wasseranspruch“?  Mit Zugabewasser ist das Wasser gemeint, was dem Beton noch zugegeben werden muss, um den Wasseranspruch zu erfüllen. Vom Wasseranspruch muss vorher die Oberflächenfeuchte des Zuschlags abgezogen werden. Oberflächenfeuchte und Zugabewasser ergeben also den Wasseranspruch. Was versteht Sie unter der Bezeichnung: A: Alkalitreiben? – B: Sulfattreiben?  A: Als Alkalitreiben bezeichnet man die chemische Reaktion zwischen Alkalien des Zementsteins im Beton und Betonzuschlägen mit alkalilöslicher Kieselsäure.  B: Sulfattreiben (Ettringittreiben) ist eine Schadreaktion, die Beton zerstört. Beim Sulfattreiben reagiert das Klinkermaterial Calciumaluminathydrat mit Sulfaten, die zum Beispiel im Boden oder in (Ab)Wässern vorkommen. Was verstehen Sie unter „Ausfallkörnung“?  Die Sieblinie Nr. 2 der SieblinienGrafiken stellt eine Ausfallkörnung dar. In diesem Fall werden bei der Dosierung eines Korngemisches bewusst verschiedene Korngrößenbereiche weggelassen. So bekommt die Sieblinie einen unstetigen Verlauf, da die Kurve im Bereich der fehlenden Korngrößen waagerecht verläuft. Ausfallkörnungen werden für Baustoffgemische verwendet, die ein möglichst hohes Porenvolumen enthalten sollen, wie beispielsweise Leichtbeton oder offenporiger Asphalt Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Bluten“ des jungen Betons?  Als Bluten wird das Absondern von Wasser eines fertig gemischten, eingebrachten und verdichteten Betons bezeichnet. Das Phänomen Bluten tritt während oder nach der Verarbeitung auf und dauert bis zum Beginn des Erstarrungs bzw. Erhärtungsprozesses an. Maßnahmen zur Vermeidung sind z. B.: Minimierung des Wasserzementgehaltes, dichte Kornzusammensetzung wählen, Optimierung der Sieblinie, indem der Anteil am Mehlkorn erhöht wird, fein gemahlene Zemente verwenden, intensive Verdichtung. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Brechsand“?  Steine, die ihre Form nicht natürlich erhalten, sondern durch mechanische Aufbereitung (Brechen). Die Korngröße liegt bei 0 bis 5 mm. Was ist unter den Bezeichnungen „CEM I“ und „CEM II/III“ zu verstehen?  CEM I ist die Bezeichnung für reinen Portlandzement, während CEM II/III außerdem Zusätze (z. B. Hüttensand) enthält. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Edelsplitt“?  Steine, die ihre Form nicht natürlich erhalten, sondern durch mechanische Aufbereitung (Brechen). Die Korngröße liegt bei 2 bis 8 mm. Die Gesteinsform ist annähernd kubisch. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Festbeton“?  Der Beton, bei dem der Zementleim abgebunden ist, wird als Festbeton bezeichnet. Er ist erhärtet und somit in einem festen Zustand. Was verstehen Sie unter „Betonfertigteile“ oder „Fertigteilbeton“?  Betonfertigteile erhärten an der Fertigungsstelle und werden in erhärtetem Zustand eingebaut. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Frischbeton“?  Der Beton, bei dem der Zementleim noch nicht abgebunden ist, wird als Frischbeton bezeichnet. Er ist fertig gemischt, verarbeitet und kann verdichtet werden. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Gesteinsmehl“, „Füller“ oder „Feinanteil“?  Steine, die ihre Form nicht natürlich erhalten, sondern durch mechanische Aufbereitung (Brechen). Die Korngröße liegt bei 0 bis 0,063 mm. Was verstehen Sie unter „Gefrier#„ und „Frostbeständigkeit“? 7 Gefrierbest.: Beständigkeit gegen erstmaliges Gefrieren; Frostbeständigkeit: Best. gegen Frost im Allgemeinen

Was verstehen Sie unter „Hydratation“? 7 Hydratation bezeichnet die Erhärtung des Zementleims zu Zementstein. Es ist eine chemische Reaktion der einzelnen Klinkerphasen mit Wasser  Bildung der Hydratphasen. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Junger Beton“, „grüner Beton“?  Der Beton, bei dem der Zementleim gerade abgebunden wird, wird als Junger Beton bezeichnet. Er ist somit erhärtend und nicht mehr verarbeitbar. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Kies“?  Steine, die ihre Form nicht durch mechanische Aufbereitung (Brechen), sondern natürlich erhalten. Die Korngröße liegt bei 4 bis 32 mm. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Mehlkorngehalt“?  Der Mehlkorngehalt beschreibt die Feinstanteile im Beton, bestehend aus Zement, dem im Zuschlag enthaltenen Kornanteil 0 bis 0,125 mm und einem ggf. zugegebenen Zusatzstoff. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Ortbeton“?  Mit Ortbeton bezeichnet man Beton, der vor Ort auf der Baustelle verarbeitet wird und dort, meist in einer Schalung, abbindet. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Schotter“?  Steine, die ihre Form nicht natürlich erhalten, sondern durch mechanische Aufbereitung (Brechen). Die Korngröße liegt bei 32 bis 45 mm. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Schrumpfen“?  Die Volumenverringerung, die mit der Hydratation verbunden ist. Das Volumen der Hydratationsprodukte im Zementstein ist kleiner als das Volumen von Zement und Wasser im Zementleim. Das Schrumpfen wird auch als Früh oder Kapillarschwinden bezeichnet. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Splitt“?  Steine, die ihre Form nicht natürlich erhalten, sondern durch mechanische Aufbereitung (Brechen). Die Korngröße liegt bei 2 bis 32 mm. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Zusatzstoffe“?  Betonzusatzstoffe sind pulverförmige oder flüssige Zusätze, die bestimmte Eigenschaften des Betons beeinflussen. Sie dürfen dem Beton nur zugegeben werden, wenn sie das Erhärten des Zements, die Festigkeit und die Beständigkeit des Betons sowie den Korrosionsschutz der Bewehrung nicht beeinträchtigen. Im Gegensatz zu Betonzusatzmitteln sind sie bei der Erstellung der Rezeptur des Betons als Volumenbestandteile zu berücksichtigen. Beispiele: Hüttensand, SilicaStaub etc. Was verstehen Sie unter der Bezeichnung „Zusatzmittel“?  Betonzusatzmittel sind in Wasser gelöste Stoffe, die dem Beton beigemischt werden, um durch physikalische und/oder chemische Wirkungen die Eigenschaften des Frisch oder Festbetons, wie z. B. Verarbeitbarkeit, Abbindverhalten, Erhärten oder Dauerhaftigkeit, zu verändern. Beispiele...