DE3739997A1

DE3739997A1 - Betonmischung

Info

Publication number: DE3739997A1
Application number: DE19873739997
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-06-08

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Betonmischung mit einem Gehalt an Zement, Zusatzstoffen und Zuschlagstoffen mit vorge gebener Kornoberfläche, die mit einer Verarbeitungswassermenge zu einem gerade noch pumpfähigen Brei anmachbar ist. - Eine solche Betonmischung ist, mit anderen Worten, für einen sogenannten Pump beton bestimmt. Sie darf nicht zu flüssig angemacht werden. Ein zu hoher Wassergehalt der angemachten Mischung würde beim Pumpvor gang oder in der Schalung zu störender Wasserabsonderung und zu Entmischungen mit sogenannter Nesterbildung führen. Der Ausdruck Verarbeitungswassermenge bezeichnet diejenige fest vorgegebene bzw. durch Versuche leicht ermittelbare Wassermenge, bei der die ange machte Mischung gerade noch verarbeitbar und pumpbar ist. Es ver steht sich, daß die Mischung so eingerichtet ist, daß diese Wasser menge auch für die Hydratation ausreicht. Für typische bekannte Mi schungen für Pumpbeton gelten die folgenden Rezepturen:

Die bekannten Mischungen, von denen die Erfindung insbesondere aus geht, haben sich bewährt. Der aus diesen Mischungen hergestellte Beton zeichnet sich durch sein Frischbetonverhalten und seine Festbe toneigenschaften aus. Er ist jedoch für Bauwerke, bei denen der Beton, auch ohne Bewehrung mit Betonstahl, ein ausreichend hohes Elastizitätsmodul und, daraus resultierend, eine beachtliche Zug festigkeit aufweisen muß, wenig geeignet. Um die Zugfestigkeit von Beton zu erhöhen, ist es bekannt, in den Beton Bewehrungsfasern einzumischen. Bringt man in den eingangs beschriebenen Pumpbeton, der mit der vorgegebenen Verarbeitungswassermenge angemacht ist, Bewehrungsfasern ein, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um die Zugfestigkeit zu erhöhen, so würde die angemachte Mischung ansteifen und ihre Pumpfähigkeit verlieren, und zwar auch dann, wenn nur verhältnismäßig geringe Mengen solcher Bewehrungsfasern beigegeben werden. Würde man die Wassermenge erhöhen oder übliche Fließmittel ohne weiteres einsetzen, so treten die schon beschriebenen Störungen auf. Eine Erhöhung der Zementleimmenge, d. h. eine gleichzeitige Er höhung des Zementgehaltes und des Wassergehaltes, ist zwar möglicher weise geeignet, die Pumpfähigkeit des Bewehrungsfasern enthaltenden Betons zu sichern, der höhere Zementgehalt führt jedoch zu höheren Bauwerkstemperaturen infolge der Entwicklung von Hydratationswärme beim Erhärten. Dies ist ein unerwünschter Effekt, da beim Abkühlen des Bauwerkes auf die Umgebungstemperatur Risse entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Be tonmischung, d. h. die Ausgangsbetonmischung, so einzurichten, daß der hergestellte Beton eine beachtlich erhöhte Zugfestigkeit auf weist, die angemachte Mischung aber für einen ausreichend langen Zeitraum pumpfähig bleibt. lnsbesondere liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, die vorstehend unter 1) und 2) aufgeführten Ausgangs mischungen wie vorstehend angegeben einzurichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Betonmischung einen Zusatz von Bewehrungsfasern aufweist, und zwar in einer für die gewünschte Zugfestigkeit ausreichenden Menge, daß die mit den Bewehrungsfasern versetzte Mischung lediglich die Verarbeitungswas sermenge der Ausgangsbetonmischung aufweist, daß die Kornoberfläche der Zuschlagstoffe in der Mischung durch eine Erhöhung des Sandan teils zu Lasten des Kiesanteils vergrößert ist, und daß die Pumpfähig keit der mit der Verarbeitungswassermenge angemachten Mischung durch die Beigabe von stark wirksamen Fließmitteln wieder hergestellt ist.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Bewehrungs fasern Stahlfasern. ln diesem Zusammenhang ist eine erfindungsgemäße Betonmischung dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bewehrungsfasern Stahlfasern einer Dicke von zumindest 0,4 mm und einer Länge von zumindest 18 mm aufweist, und zwar in einer Menge von zumindest 40 kg/m³. Vorzugsweise wird mit längeren Stahlfasern gearbeitet, Beispielsweise solchen, die eine Länge von etwa 25 mm aufweisen. Man kann aber auch die Fasern mischen. In diesem Zusammenhang ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Zusatz oder einen weiteren Zusatz von Bewehrungs fasern, und zwar von Stahlfasern einer Dicke von 0,6 mm und einer Länge von 40 mm aufweist. Dabei kann mit oberflächenglatten Beweh rungsfasern gearbeitet werden. Arbeitet man mit Stahlfasern, so wird man sie in einer Menge von 50 bis 100 kg/m³ einsetzen.

Im Rahmen der Erfindung wird zur Vergrößerung der Oberfläche der Zuschlagstoffe mit einem erhöhten Sandanteil zu Lasten des Kiesanteils gearbeitet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung macht der zusätzliche Sandanteil zumindest 10 Masse-% (Siebdurchgang bei 2 mm) aus. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei der der zusätzliche Sandanteil etwa 15 Masse-% ausmacht (Siebdurchgang bei 2 mm).

Die Fließmittel werden im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise so ausgewählt, daß sie in starkem Maße gleichzeitig eine kolloidale sowie eine kohäsive Wirkung zeigen. Als Fließmittel haben sich solche auf Basis von Naphthalinsulfonat bewährt. Um eine ausreichend lange Pumpbarkeit zu gewährleisten, hat sich ein Abbindeverzögerer auf der Basis von in Wasser gelösten komplexen Phosphaten als geeignet erwiesen.

Um das Kohäsionsverhalten des angemachten Betons zu verbessern, lehrt die Erfindung, daß die Mischung einen um 5 bis 15% erhöhten Mehlkornanteil aufweist. Der Zusatzstoff ist im allgemeinen Flugasche, vorzugsweise Steinkohlenflugasche (aus Schmelzkammerfeuerungen), in einer Menge von 50 bis 150 kg/m³, vorzugsweise etwa 100 kg/m³. Es können aber auch Traß und Kalksteinmehl zugegeben werden.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß erfindungsgemäß die Betonmischung so eingerichtet ist, daß der hergestellte Beton eine be achtliche Zugfestigkeit aufweist, ohne daß es dazu einer Bewehrung aus Betonstahl bedarf. Nichtsdestoweniger bleibt die angemachte Mischung pumpfähig. Sie entmischt sich auch nicht. Das gilt insbeson dere für die einleitend unter 1) und 2) angegebenen Ausgangsbeton mischungen. Gerade diese eignen sich für den Einsatz in Verbindung mit Spannbetondruckbehältern für Kernreaktoren, und zwar insbe sondere für eine innere Mantelschicht in den Druckbehältern von Hochtemperatur-Reaktoren.

Für den angegebenen Einsatz in Verbindung mit Spannbetondruckbe hältern, aber auch für andere Zwecke, bestehen die Bewehrungsfasern vorzugsweise aus Stahlfasern, und zwar zweckmäßigerweise so, wie es oben erläutert wurde. Dabei können mit gutem Erfolg auch Stahlfasern mit verstärkten oder gekröpften Enden eingesetzt werden und auch oberflächenprofilierte gespante Stahlfasern, und zwar auch diese mit gekröpften Enden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, auch mit anderen Bewehrungsfasern zu arbeiten, z. B. mit Kunststoffasern und Kohlefasern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert:

Die einleitend unter 1) angegebene Betonmischung wurde wie folgt ab geändert:

Zement:
etwa 400 kg/m³ HOZ 45L nach DIN 1164,
Flugasche:	etwa 100 kg/m³,
Zuschlag:	Rheinsand 0/2 etwa 550 kg/m³
	Rheinmaterial 2/8 etwa 300 kg/m³
	Rheinmaterial 8/16 etwa 817 kg/m³
Wasser:	etwa 160 kg/m³,

der Mehlkorngehalt betrug 545 kg/m³. Durch eine ausreichende Menge der in den Ansprüchen 11 und 12 angegebenen Zusatzmittel wurde die Pumpfähigkeit hergestellt, und zwar für einen aus reichend langen Zeitraum (über eine Stunde). Die Druckfestigkeit des aus der erfindungsgemäßen Betonmischung hergestellten Be tons konnte um etwa 15%, die Biegezugfestigkeit um mehr als 10% und die Zugfestigkeit konnte um über 50% erhöht werden.

Die einleitend unter 2) angegebene Betonmischung wurde wie folgt ab dert:

Zement:
etwa 400 kg/m³ HOZ 45L nach DIN 1164,
Flugasche:	etwa 100 kg/m³,
Zuschlag:	Rheinsand 0/2 etwa 723 kg/m³
	Rheinmaterial 2/8 etwa 203 kg/m³
	Basaltsplit 5/11 etwa 864 kg/m³
Wasser:	etwa 165 kg/m³,

der Mehlkorngehalt betrug 557 kg/m³. Durch eine ausreichende Menge der in den Ansprüchen 11 und 12 angegebenen Zusatzmittel wurde die Pumpfähigkeit eingestellt, und zwar für einen aus reichend langen Zeitraum (über eine Stunde). Man erreicht die vorstehend angegebenen Verbesserungen der Festigkeiten.

Claims

1. Betonmischung mit einem Gehalt an Zement, Zusatzstoffen und Zu schlagstoffen mit vorgegebener Kornoberfläche, die mit einer Verarbei tungswassermenge zu einem gerade noch pumpfähigen Brei anmachbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beton mischung einen Zusatz von Bewehrungsfasern aufweist, und zwar in einer für die gewünschte Zugfestigkeit ausreichenden Menge, daß die mit den Bewehrungsfasern versetzte Mischung lediglich die Verarbei tungswassermenge der Ausgangsbetonmischung aufweist, daß die Korn oberfläche der Zuschlagstoffe in der Mischung durch eine Erhöhung des Sandanteils zu Lasten des Kiesanteils vergrößert ist, und daß die Pumpfähigkeit der mit der Verarbeitungswassermenge angemachten Mischung durch die Beigabe von stark wirksamen Fließmitteln wieder hergestellt ist.

2. Betonmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonmischung als Bewehrungsfasern Stahlfasern einer Dicke von zu mindest 0,4 mm und einer Länge von zumindest 18 mm aufweist, und zwar in einer Menge von zumindest 40 kg/m³.

3. Betonmischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsfasern eine Länge von etwa 25 mm aufweisen.

4. Betonmischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Zusatz oder einen weiteren Zusatz von Bewehrungs fasern einer Dicke von 0,6 mm und einer Länge von 40 mm aufweist.

5. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischung oberflächenglatte Bewehrungsfasern auf weist.

6. Betonmischung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischung die Bewehrungsfasern in einer Menge von 50 bis 100 kg/m³ aufweist.

7. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der zusätzliche Sandanteil zumindest 10 Masse-% aus macht (Siebdurchgang bei 2 mm).

8. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der zusätzliche Sandanteil zumindest 15 Masse-% aus macht (Siebdurchgang bei 2 mm).

9. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mischung einen um 5 bis 15 Masse-% erhöhten Mehl kornanteil aufweist.

10. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mischung als Zusatzstoff Flugasche in einer Menge von 50 bis 150 kg/m³, vorzugsweise etwa 100 kg/m³, aufweist.

11. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Fließmittel auf Basis von Naphthalinsulfonat beigegeben ist.

12. Betonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Abbindeverzögerer auf Basis von in Wasser ge löster komplexer Phosphate beigegeben ist.