DE2658128C3

DE2658128C3 - Fließfähige Betonmischung

Info

Publication number: DE2658128C3
Application number: DE2658128A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1982-03-25
Also published as: FR2375148B1; ES464774A1; GB1540988A; US4282036A; FR2375148A1; NO148847C; NO148847B; DE2658128A1; NO773862L; DE2658128B2; JPS5382827A

Description

Die Erfindung betrifft eine fließfähige Betonmischung aus Zementleim und körnigen Zuschlagen zur Herstellung von Stahlbeton oder Spannbeton, wobei die Körner der Zuschläge Porenräume bilden, die von dem Zementleim ausgefüllt werden.

Beton ist eine Mischung aus einem aus Zement und Wasser bestehenden Zementleim und Zuschlägen aus natürlichem oder künstlichem, dichtem oder porigem Gestein mit Korngrößen, die für den jeweiligen Verwendungszweck des Betons geeignet sind. In der Betrachtungsweise der Betontechnologie bilden die Zuschläge, die nach bestimmten Korngrößen gestaffelt sind, ein sog. Korngerüst, in dem sich die einzelnen Körner gegeneinander abstützen. Der Zementleim füllt die verbliebenen Hohlräume aus und verkittet die Körner miteinander. Daraus folgt, daß die Zuschläge und der Zementleim volumenmäßig in einem ganz bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen. Ein Überschuß an Zementleim z. B. würde zu einem Absetzen des Zementleims an der Oberfläche und somit zu Rißbildungen führen.

Bei der Verarbeitung des Frischbetons in der Schalung muß er verdichtet werden, um ein dichtes Gefüge und eine satte Umhüllung der Stahleinlagen zu erreichen und Strukturporen im Betongefüge sowie in den Grenzflächen an der Schalung zu vermeiden. Diese Bedingungen müssen um so strenger eingehalten werden, je dichter das herzustellende Betonbauteil bewehrt ist.

Der zur ordnungsgemäßen Verdichtung erforderliche Energieaufwand ist abhängig von der Konsistenz des Betons. Diese wiederum hängt weitgehend ab von dem Gehalt des Betons an Zementleim sowie von der Korngröße und der Rohdichte der Zuschläge. Je geringer der Zementleimgehalt, desto trockener ist der Beton und desto höher ist der Energieaufwand zur Verdichtung, z. B. durch Stampfen oder Rütteln. Je höher der Zementleimgehalt, desto weicher ist der Beton und desto leichter ist er zu verarbeiten. Die Festigkeit des Betons wird maßgeblich durch die Güte des Zementleims, durch das Gewichtsverhältnis des im Beton enthaltenen Wassers zum Zement, den sog. Wasser-Zement-Wert bestimmt Wasserzugabe allein verbessert zwar die Verarbeitbarkeit der Mischung, verändert aber die Festigkeitseigenschaften.

Es ist bekannt, die Fließeigenschaften von Beton durch chemische Zusätze zu verbessern, welche die innere Reibung im Gemisch aufheben. Diese Betonzusatzmittel sind allerdings nur begrenzte Zeit wirksam. Sie bewirken, insbesondere im Zusammenhang mit weicher Frischbetonkonsistenz, daß sich infolge der Aufhebung der inneren Reibung die schwereren Bestandteile der Zuschläge gegenüber den leichteren stärker absetzen, so daß im fertigen Beton eine Schichtung nach der Rohdichte der einzelnen Bestandteile entstehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fließfähigkeit einer Betonmischung zu erhöhen, ohne auf chemische Betonzusatzmittel zur Erhöhung der Fließfähigkeit zurückgreifen zu müssen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Betonmischung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß, auf die Einheit bezogen, der Anteil des Zementleims größer ist als zum Ausfüllen der Porenräume erforderlich und daß bei niedrigem Wasser-Zement-Wert die Viskosität des Zementleims und die Korngröße sowie die Rohdichte der Zuschläge so aufeinander abgestimmt sind, daß die Zuschlagkörner im Zementleim bis zu seinem Erhärten schwebend gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Betonmischung unterscheidet sich grundlegend von dem bekannten Betonaufbau nach der bisherigen Betontechnologie. Im Gegensatz zu dem bekannten Betonaufbau, bei dem sich die Zuschlagkörner gegeneinander abstützen, wird bei der Mischung nach der Erfindung volurnenmäßig der größere Teil des Rauminhalts von dem Zementleim eingenommen, während der Anteil der Zuschläge demgegenüber zurücktritt. Ein nach der Erfindung zusammengesetzter Beton erfordert nur einen geringen Aufwand zum Fördern und Verarbeiten, so daß er auch ohne hohen Verdichtungsaufwand die Stahleinlagen satt umhüllt und Strukturporen im Betongefüge und in den Grenzflachen weitgehend vermieden werden. Der Zementleim bildet also eine zähe Flüssigkeil, in der die Zuschlagkörner bis zu seinem Erhärten schwebend gehalten werden.

Ein erfindungsgemäß zusammengesetzter Beton hat durch den hohen Zementleimanteil auch einen gegenüber einem Normalbeton verhältnismäßig hohen Zementanteil. Um die Hydratationswärme beim Abbinden nicht zu groß werdein zu lassen, ist es zweckmäßig, rascher und weniger rasch abbindende Zemente gemeinsam zu verwenden.

Um die Zähigkeit zu erhöhen, aber auch um Zement zu sparen, können dem Zementleim zur Bildung einer Matrix feine, zweckmäßig kugelförmige, Partikel als Füller beigemischt sein, die einen hohen Oberflächenanteil haben. Als Beimischung werden zweckmäßig Puzzolane, wie Flugasche, Traß oder Kalkgesteinsmehl verwendet. Als Zuschlüge können Sand und/oder Leichtzuschläge, wie Blähschiefer oder Blähton verwendet werden.

Je nach Verwendungszweck können die Anteile von Zement, Wasser und Betonzuschlag sowie die Korngrößen des Betonzuschlags unterschiedlich gewählt werden. Soll ein Leichtbeton hergestellt werden, so werden als Betonzuschlag Materialien geringer Rohdichte gewählt. Da leichte Materialien als Betonzuschlag das Fließverhalten des Betons ungünstig beeinflussen, erfordert diese Mischung einer, etwas höheren Wasseranteil als ein Schwerbeton, bei dem die Bestandteile des Betonzuschlags mit höherer Rohdichte die Ausbreitung und demzufolge die Fließeigenschaften vei bessern. Es ist jedenfalls ohne Schwierigkeiten möglich, die einzelnen Bestandteile so aufeinander abzustimmen, daß im Einzelfall optimale Bedingungen erreicht werden.

Das Fließverhalten eines nach der Erfindung hergestellten Betons ist so gut, daß er aufgrund seiner Zusammensetzung über flexible Schlauchleitungen mit einem Durchmesser von nur 60 mm gepumpt werden kann, ohne daß ein Entmischen zu befürchten wäre. Mit leichten, flexiblen Schlauchleitungen wird ein gezieltes Einbringen des Betons über Einfüllöffnungen ermöglicht, die in regelmäßigen Abständen gegeneinander versetzt in den Schalungswänden des jeweils herzustellenden Betonbauteils angebracht sind.

Die flüssige Konsistenz des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Betons bringt eine um 30 bis 50% längere Erstarrungszeit als ein vergleichbarer Normalbeton und damit mehr zeitlichen Spielraum bei der Verarbeitung, wobei plastifizierende Zusatzmittel nicht erforderlich sine.

Für die Entlüftung eines derartigen Betons und zur Ausschaltung von Strukturporen im Grenzbereich ist ") auch bei eng liegender Bewehrung und Knotenpunkten zur satten Umhüllung der Stahleinlagen nur eine senr geringe Energie durch Klopfen bzw. leichtes Rütteln durch Schalungsrüttler erforderlich. Ein Normalbeton demgegenüber würde kräftig wirkende Schalungsrüttler

in oder Innenrüttler voraussetzen, die bei eng liegender Bewehrung mit Knotenpunkten und großer Wanddicke nicht ausreichend gezielt wirken können.

Durch das damit erreichbare dichte Betongefüge ohne Strukturporen ist ein ausgezeichneter Korrosions-'> schutz für die Stahleinlagen und eine Wasserundurchlässigkeit des Betons gegeben. Bedingi durch die flüssige Konsistenz hat der Beton ein hohes Angebot an Feinmörtel, der wiederum in Verbindung mit der gtringen Verdichtungsenergie glatte Wandflächen zur

.'ο Folge hat.

Der erfindungsgemäß hergestellte Beton eignet sich demgemäß besonders für Schwimmkörper aus Stahlbeton, die infolge ihrer hohen Beanspruchungen und des möglichst geringen Gewichts kleine Wanddicken bei

.'"> hohem Bewehrungsanteil haben. Gerade hier ist eine glatte Außenfläche und ein guter Korrosionsschutz der Stahleinlagen notwendig. Eine für einen solchen Zweck geeignete Mischung kann gegenüber einem Normalbeton folgende Zusammensetzung haben:

u) Beton nach der lirlliidung
Gewicht Stollraum

kg dm'

b) Norm-ilbeton Bn 450

Anteil Gewich¹. StolVraum Anteil

% kg dnv' 7ii

Zement
Wasser
Flugasche
Sand 0/2
Blähschierer 0/6
Kies 8/16

Wasser^ement-Wcrt

760
327
100
394
374

250
327
46
151
226

25,0
32,7
4,6
15,1
22,6

1955

1000

— = 0,43
760

100,0

390
191

806

970

2357

126
191

306

375
1000

19i = 0,49
390

12,6
19,1

30,8

37,5
100,0

Claims

Patentansprüche:

1. Fließfähige Betonmischung aus Zementleim und körnigen Zuschlägen zur Herstellung von Stahloder Spannbeton, wobei die Körner der Zuschläge Porenräume bilden, die von dem Zementleim ausgefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß, auf die Einheit bezogen, der Anteil des Zementleims größer ist als zum Ausfüllen der Porenräume erforderlich und daß bei niedrigem Wasser-Zement-Wert die Viskosität des Zementleims und die Korngröße sowie die Rohdichte der Zuschläge so aufeinander abgestimmt sind, daß die Zuschlagkörner im Zementleim bis zu seinem Erhärten schwebend gehalten werden.

2. Betonmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zementleim zur Bildung einer Matrix feine Partikel als Füller beigemischt sind.

3. Betonmischung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung feiner kugelförmiger Partikel.

4. Betonmischung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Beimischung von Puzzolanen, wie Flugasche,Traß oder Kalkgesteinsmehl.

5. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Sand und/oder Leichtzuschlägen, vorzugsweise Blähschieferoder Blähton.