DE2630794A1 - Verfahren zum herstellen massiger betonteile fuer den wasserbau - Google Patents

Verfahren zum herstellen massiger betonteile fuer den wasserbau

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    • E02CSHIP-LIFTING DEVICES OR MECHANISMS
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Description

  • Verfahren zum Herstellen massiger Betonteile
  • für den Wasserbau Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen massiger Betonteile für den Wasserbau, bei dem die Betonteile durch in im großen Abstand voneinander angeordnete Spannglieder aus Spannstahl mäßig vorgespannt werden.
  • Im Wasserbau kann es erforderlich sein, massige Betonteile herzustellen, die Längen von loo m überschreiten. Beispielsweise kann die Länge einer ;iehranlage, die im wesentlichen aus einer Sohlplatte, einer Staumauer und einem Tosbecken besteht, einige hundert Meter betragen, wobei die Wände etwa ein bis sechs Meter dick und die Staumauern etwa fünf bis zehn Meter hoch sind.
  • In massigen Betonteilen treten nach dem Betonieren erhebliche bigen- und Zwangspannungen auf, die zu Rißbildungen führen können und ihre Ursache in den sich aus der Differenz zwischen der Kerntemperatur und der Oberflächentemperatur der Betonteile ergebenden Wärmespannungen und dem Schwinden haben. Nach dem Betonieren können sich infolge der sich entwic'{elnuen Hydratationswärme Kerntemperaturen bis zu 65° C einstellen, so daß sich bei einer schnelleren Abkühlung der Oberflächenbereiche erhebliche Wärmespannungen ergeben. Bei fortschreitender Abkühlung und gleichzeitig einsetzendem Schwinden treten Randzonenrisse in dem Betonteil auf, die gegen das Innere fortschreiten und nach einiger Zeit den ganzen Querschnitt durchsetzen.
  • ach herkömmlicher Bauweise werden derartige massige Betonteile mit schlaffer Bewehrung versehen betoniert, wobei etwa im Abstand von 10 bis 15 m Trennfugen vorgesehen werden. Um jedoch mit schlaffer Bewehrung die Rißbildungen durch Temperatur- und Schwindspannungen auf ein unschädliches aß zurückzuführen, ist es erforderlich, bei hohem Bewehrungsgrad engmaschige Bewehrungsnetze zu verwenden. Der Einsatz von großen engen von Bewehrungsstahl ist nicht nur teuer, die engmaschigen Bewehrungsnetze machen es auch erforderlich, feinkörnige Betonmischungen mit einem höheren Zementgehalt zu verwenden. Ein höherer Zementgehalt hat wiederum eine größere Hydratationswärme und somit höhere Serntemperaturen zur Folge, so daß die Wärmespannungen ansteigen.
  • Besonders nachteilig bei der herkömmlichen Bauweise sind die Trennfugen, die einen erhöhten konstruktiven Aufwand erfordern und die Schwachstellen in der Konstruktion bilden, die es verhindern, daß sich das Bauwerk als homogener Baukörper monolithisch herstellen läßt.
  • ssasserbauwerke können an ihren Oberflächen einem erhöhten Abrieb unterliegen. Da die herkömmliche Bauweise mit schlaffer Bewehrung den hohen Einsatz von Bewehrungsnetzen bedingt, die auch dicht unter der Oberfläche liegen, können diese freigelegt werden, was aus Gründen des Rorrosionsschutzes unbedingt verhindert werden muß. Nach herkömmlicher Bauweise mit schlaffer Bewehrung hergestellte Wasserbauwerke sind daher auch im erhöhten Maße reparaturanfällig.
  • Ausgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung widers tands fähiger und abriebfester massiger Betonteile für den Wasserbau zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angeebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rernbereich der Betonteile in an sich bekannter reise mit einem Beton mit einem grobkörnigen zuschlag und niedrigem Zementgehalt und die Randbereiche mit eineia Beton sit einem feinkörnigeren Zuschlag und einem höheren Zementgehalt verfüllt werden und daß auf die Spannglieder vor Brreichen der größten Temperaturdifferenz zwischen der Kerntemperatur und der Temperatur in den Randbereichen etwa zu dem Zeitpunkt des Uebergangs des Betons von seinem gelartigen in den starren Zustand eine Teilvorspannung von etwa 20 - 50% der Endvorspannung aufgebracht wird. Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren lassen sich einrnal die Vorteile erzielen, die eonhardt in seinem in der Zeitschrift "Beton- und Stanlbetonbau", 1973 Seiten 128 - 133, veröffentlichten Aufsatz "Massige, große Betontragwerke bohne schlaffe Bewahrung, gesichert durch mäßige Vorspannung" herausgestellt hat. Bei einem gegenüber der schlaffen Bewehrung geringerem ninsatz von Spannyliedern kann das Auftreten von Rissen besser beschränkt werden als durch die Verwendung einer schlaffen Bewehrung. Da die Spannglieder in größerem Abstanä voneinander angeordnet sind, kann ein grobkörniger und zeILentarmer Beton verwendet werden, dessen Einbau durch engmaschige Eewehrungsnetze nicht behindert wird. Derartige zementarre Betone entwickeln weniger Hydratationswärme und schwinden weniger als die beim Einsatz einer schlaffen Bewehrung benötigten feinkörnigeren und zementreicheren Betone, so daß die auftretenden Wärme- und Schwindspannungen schon geringer sind. Darüberhinaus kann auch bei über loo m langen Bauwerken auf Dehnungsfugen verzichtet werden, so daß in den meisten Fällen monolithische Baukörper hergestellt werden können.
  • Die S-nylieaer sind reichlich mit Beton abgedeckt, so daß si auch bei einem ueblichen Abrieb keiner Korrosionsgefahr ausgesetzt sind.
  • bas erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin vor, daß die Rand- oder Oberflächenbereiche des massigen Betonteils mit einem Beton mit einem feinkörnigeren Zuschlag und einem höheren Zementgehalt verfüllt werden. Lurch diesen härteren Vorsatzbeton wird eine Oberflächenschicht geschaffen, die gegen einen >Xrieb sehr beständig ist. Da sich im Bereich der Oberfläche kein Bewehrungsstahl befindet, kann dieser auch bei einem abrieb der Oberflächenschichten nicht freigelegt werden, so daß keine Korrosionsgefahr besteht und vorzeitige Reparaturen ausgeschlossen sind. Die Vorsatzbetonschichten beeinflussen überdies den Temperaturverlauf über den Querschnitt günstig, so daß die nach dem Betonieren auftretenden Wärmespannungen weiter vermindert werden. Da die Randschichten gegenüber dem Kernbereich rait einem Beton mit höherem Zementgehalt betoniert worden sind, entwickeln diese auch eine größere Sydratationswärme. Da die im Kern entstehende, geringere Hydratationswärme nur langsam nach außen abfließt, andererseits aber die Randschichten infolge der größeren Hydratationswärme wärmer sind, stellt sich über den Querschnitt eine Temperaturkurve mit nur geringem Gefälle ein. Die auftretenden Wärmespannungen sind daher auch nur geringer. Der erfindungsgemäß verwendete Vorsatzbeton erhöht daher nicht nur die Abriebfestigkeit, sondern er vermindert auch die auftretenden Wärmespannungen nach dem Betonieren.
  • Während die Spannbetonrichtlinien vorschreiben, daß die Teilvorspannung aufzubringen ist, wenn der Beton eine Festigkeit 2 von 180 bis 220 p/cm , also etwa 50 % seiner Endhärte, erreicht hat, ist nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen ivserkmalskombination vorgesehen, daß diese Teilvorspannung vor dem Auftreten des Maximums der Temperaturdifferenz in dem Zeitpunkt des Übergangs des Betons von seinem gelartigen in den starren Zustand aufgebracht wird.
  • In diesem Zeitpunkt hat der Beton etwa eine Festigkeit von 100 bis 120 p/cm² , also etwa ein Viertel seiner Endfestigkeit erreicht. In diesem Übergangsbereich macht sich ein Schwinden des Betons nennenswert noch nicht bemerkbar, so daß gefährliche Schwindspannungen noch nicht vornanden sind. Andererseits ist auch das j4aximum der Temperaturdifferenz zwischen der sich infolge der Hydratationswärme einstellenden Rerntemperatur und den Oberflächen--eiqperaturen noch nicht erreicht, so daß auch die Wärmespannungen noch gering sind. Durch das frühzeitige Aufbringen der Teilvorspannung lassen sich daher Rißbildungen infolge von Temperatur- und Schwindspannungen wirksam vermeiden. tftrd die Teilvorspannung entsprechend den betonrichtlinien aufgebracht, wenn der Beton bereits etwa 50 2 seiner Endfestigkeit erreicht hat, ist in der Regel das - laximum der Temperaturdifferenz bereits überschritten und hat bereits ein erhebliches Schwinden eingesetzt, so daß sich die zu vermeidenden Risse bereits gebildet haben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet somit nicht nur eine erwünschte monolithische Bauweise, es läßt sich auch besonderes wirtschaftlich durchführen, und die hergestellten Betonteile zeichnen sich durch hohe Abriebfestigkeit und Rissefreiheit aus.
  • iJach einer besonders vorteilhaften erfinderischen Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß zunächst Betonteile, auf die eine Teilvorspannung von etwa ein Viertel der rndspannung aufgebracht wird, mit einer Abschnittlänge bis etwa 20 m hergestellt, zwischen den Betonteilen Spalten und sämtliche Betonteile und die Spalte durchsetzende Spannglieder vorgesehen werden und daß die Spalte etwa gleickzeitiy mit Beton verfüllt und auf die durchgehenden Spannglieder die Teilvorspannung oder die volle Vorspannung aufgebracht wird.
  • Durch die erstellung der durch Spalte voneinander getrennten Betonteile liegen die Bewegungsmittelpunkte der einzelnen Betonteile jeweils im Bereich von deren Mittellinien, so daß die sich aus der Sohlreibung bei der Schwindverkürzung ergebenden Schwindspannungen geringer sind Die absoluten Werte der Längenänderungen der Bauteile bleiben klein, was ebenfalls zu einer Reauzierung der Schwindspannungen führt. Die in einzelnen Abschnitten betonierten Betonteile werden gleichzeitig durch Aufbringen der Vorspannung miteinander verspannt, wenn die durch die Spalte gebildeten Plmben zi. Beton verfüllt sind und dieser etwa ein Zehntel seiner Endfestiqlieit erreicht hat. ach diesem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich massige Betonteile von so großer Länge herstellen, serie ran es fugenlos bisher nicht für möglich gehalten hat.
  • Zweckräßige£eise wird dem in die Spalte verfüllten Beton ein Quellzusatz beigegben. Die Plombe quellen infolgedessen beim Aushärten und pressen gegen die vorbetonierten Betonteile, so daß die Vorspannwirkung noch erhöht wird.
  • Nach den erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich somit trotz der Vorbetonierung von einzelnen Abschnitten ein einneitlicher homogener und fugenloser Baurorper erstellen.

Claims (3)

  1. Patent aiisprü che 1. Verfahren zum Herstellen massiger Betonteile für den Wasserbau, bei dem die Betonteile durch in im großen Abstand voneinander angeordnete Spannglieder aus Spannstahl mäßig vorgespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbereich der Betonteile in an sich bekannter Weise mit einem Beton mit einem grobkörnigen Zuschlag und niedrigem Zementgehalt und die Randbereiche mit einen Beton mit einem feinkörnigeren Zuschlag und einem höheren Zementgehalt verfüllt werden und daß auf die Spannglieder vor Erreichen der größten vemperaturdifferenz zwischen der Kerntemperatur und der Temperatur in den Randbereichen etwa zu dem Zeitpunkt des Übergangs des Betons von seinem gelartigen in den starren Zustand eine Deilvorsp&1nang von etwa 20 bis 50% der Endvorspannung aufgebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Betonteile, auf die eine Deilvorspann-ng von etwa ein Viertel der Endspannung aufgebracht wird mit einer Abschnittlänge bis etwa 20 m hergestellt, zwischen den Betonteilen Spalten und sämtliche Betonteile und die Spalte durchse*zende Spannglieder vorgesehen werden und daß die Spalte etwa gleichzeitig mit Beton verfüllt und auf die durchgehenden Spannglieder die Vor spannung schon aufgebracht wird, wenn der Beton in den Spalten etwa ein Zehntel seiner Endhärte .erreicht hat.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüch 2, dadurch gekennzeichnet, die in die Spalte verfüllten Beton ein Ouellzusatz beigegeben wird.
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