DE4020254A1

DE4020254A1 - Verfahren zur bemessung der betonzusammensetzung und der betoneigenschaften

Info

Publication number: DE4020254A1
Application number: DE19904020254
Authority: DE
Inventors: Jan Vala
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-01-02

Description

Anwendungsgebiete der Erfindung

Das Verfahren zur Bemessung der Betonzusammensetzung und der Berechnung von Betoneigenschaften wird vorteilhafterweise bei der Betonprojektierung und der Betonherstellung im Bauwesen angewendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Der Stand der Technik wird im wesentlichen durch Projektierungsmethoden wie von der Festraumrechnung, dem W/Z-Wert-Festigkeitsgesetz und gegebenenfalls von Abhängigkeiten der Granulometrie des Zuschlagstoffes und dem Anmachwassergehalt und der Verarbeitbarkeit bestimmt. Durch zahlreiche Erkenntnisse werden Korrekturen zu diesen prinzipiellen Abhängigkeiten beispielsweise Berücksichtigung des Mehlkorngehaltes, der Frischbetonporosität oder der Zuschlagstoffcharakteristik vorgenommen.

Brauchbare Lösungen werden nur durch einen verhältnismäßig hohen experimentellen Aufwand von Eignungsversuchen und der damit verbundenen langen Zeitdauer bis zur Erreichung der Endergebnisse erzielt. Weitere Verfahren beruhen darauf, daß der Haufwerksporenraum des Zuschlagstoffgerüstes entweder indirekt an Betonen bestimmt und für die weitere Projektierung dann genutzt oder direkt experimentell aus der Schüttdichte des Zuschlagstoffgemenges ermittelt wird. Ein solches Verfahren wird im WP 2 14 087 beschrieben. Die erforderliche Zuschlagstoffmenge wird als fiktive Gemengedichte K betrachtet. Weiterhin wird ausgeführt, daß die Zuschlagstoffschüttdichte nachweislich proportional der Korngrößenverteilung der Zuschlagstoffe ist. Durch Verknüpfung von K mit einem Proportionalitätsfaktor ist die mathematische Beziehung K = · ρ_s ableitbar. Somit stellt einen Ausdruck für die Packungsdichte des Zuschlagstoffes in der Betonmischung, z. B. dem Frischbeton, dar. Der Nachteil dieses Herangehens besteht darin, daß die auf der Grundlage der Schüttdichte gewonnenen Ergebnisse bisher keine Ableitung von allgemeinen Abhängigkeiten zu der sich tatsächlich im Beton einstellenden Packungsdichte des Zuschlagstoffes ergeben. Es ist immer eine ständige Verifizierung dieser Abhängigkeit nachzuweisen, um den Anforderungen an den Beton gerecht zu werden. Weiterhn ist es nicht möglich, aus diesem Vorgehen die optimale Packungsdichte, die einen noch verarbeitbaren Beton bei einem minimalen Wassergehalt entsprechen würde, theoretisch abzuleiten. Analog kann auch der unbedingt notwendige Wasseranspruch des Zuschlagstoffes nicht ermittelt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Betonprojektierung wesentlich zu verbessern, um einen effektiven Einsatz der Ausgangsstoffe zu erreichen und insbesondere den Zementeinsatz zu minimieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Betonsynthese und die anzustrebenden Frisch- und Festbetoneigenschaften ausgehend von den Kenngrößen der Ausgangsstoffe mittels wiederholbaren mathematischen Zusammenhängen zu bestimmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bezogen auf ein Betonvolumen der Haufwerksporenraum V_HP des Zuschlagstoffgerüstes V_K durch das Haftwasser des Zuschlagstoffes W_HW, was zum Erreichen der geforderten Verarbeitbarkeit des Betons entsprechend seinem Wasseranspruch sowie dem Frischbetonporenraum P ausgefüllt wird. Auf der Grundlage dieser Betonkomponenten aus der Betonsynthese bzw. der Betonzusammensetzung werden für die Berechnung der Betoneigenschaften noch weiter die Fertigkeitskenngröße des Zuschlagstoffes D_K, der Haftwasserwert des Zuschlagstoffes V_HW und die Druckfestigkeit des Zementes R_Z benötigt. Diese Größen werden nachfolgend angeführt:

V_K[m³/m³] - Zuschlagstoffvolumen
V_HP[m³/m³] - Haufwerksporenvolumen des Zuschlagstoffes im Beton
V_ZP[m³/m³] - Zementpastevolumen (Zementvolumen V_Z + Wasserbedarf der Zementpaste W_ω′)
W_HW[m³/m³] - Haftwasseranteil des Anmachwassers
_HW[-] - Haftwasserwert des Zuschlagstoffes
D_K[-] - Deformationszahl des Zuschlagstoffes (Festigkeitsverhalten des Zuschlagstoffes charakterisierende Kenngröße)
R_Z[N/mm²] - Festigkeit des Zementes

Für die Berechnung der Eigenschaften des Betons werden dann folgende Formeln zur Anwendung gebracht:

Frischbetonporosität:

Verarbeitbarkeit, charakterisiert als Verdichtungszahl:

und

Druckfestigkeit:

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Die Betonsynthese wird auf der Grundlage von Volumenkenngrößen durchgeführt und die Betonzusammensetzung durch die Betonkomponenten charakterisiert:
In dem Beispiel nehmen sie nachfolgende Werte ein:

V_K = 0,743 m³/m³; V_HP = 0,257 m³/m³;
W_HW = 0,087 m³/m³; V_ZP = 0,170 m³/m³

Die vom Zuschlagstoff und Zement beschreibenden Korngrößen betragen:

_HW = 0,140; D_K = 26 und R_Z = 40 N/mm²

Danach erfolgt die Berechnung der Betoneigenschaften wie folgt:

Claims

Verfahren zur Bemessung der Betonzusammensetzung und der Betoneigenschaften bei Anwendung der Volumenkenngrößen der Betonzusammensetzung, wie Zuschlagstoffvolumen V_K, Haufwerksporenvolumen V_HP, Haftwasser des Zuschlagstoffes W_HW und des Volumens der Zementpaste V_ZP, bestehend aus dem Zementvolumen mit dem zugehörigen Wasseranspruch W_W sowie der weiteren Kenngrößen der Ausgangsstoffe Haftwasserwert des Zuschlagstoffes _HW, Deformationszahl des Zuschlagstoffes D_K, Festigkeit des Zementes R_Z und der Frischbetonporosität P, gekennzeichnet dadurch, daß die Betondruckfestigkeit nach der Formel und die Verarbeitbarkeit des Frischbetons, als Verdichtungszahl, nach der Formel ermittelt werden.