Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International
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62<br />
Panel 3<br />
Elegant footbridge of textile-reinforced concrete<br />
– <strong>Concrete</strong>-technological concept<br />
Elegante Fußgängerbrücke aus textilbewehrtem Beton<br />
– Betontechnologisches Konzept<br />
Autoren<br />
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber,<br />
RWTH Aachen<br />
brameshuber@<br />
ibac.rwth-aachen.de<br />
Geb. 1956; 1988 Studium<br />
des Bauingenieurwesens und<br />
Promotion in Karlsruhe; bis<br />
1991 Ingenieurbüro BUNG<br />
Heidelberg; bis 1998 Leiter des<br />
Zentralen Baustoffl abors von<br />
Bilfi nger Berger, Manheim; seit<br />
1999 Leiter des Lehrstuhls für<br />
Baustoff kunde des Instituts<br />
für Bauforschung der RWTH<br />
Aachen.<br />
Dipl.-Ing. Marcus Hinzen,<br />
Institut für Bauforschung,<br />
RWTH Aachen<br />
hinzen@ibac.rwth-aachen.de<br />
1998–2004 Studium des<br />
Bauingenieurwesens an der<br />
RWTH Aachen und am Imperial<br />
College London; seit 2005<br />
wiss. Mitarbeiter am Institut<br />
für Bauforschung der RWTH<br />
Aachen; seit 2008 Arbeitsgruppenleiter<br />
der Arbeitsgruppe<br />
„Beton“ am Institut für Bauforschung.<br />
Fine grained concretes for textile reinforced<br />
concrete<br />
The concretes used for textile-concrete members have to<br />
meet special requirements with regard to the production<br />
process and the mechanical properties. As a rule, a small<br />
maximum grain size of max. 4 mm is used and the mix<br />
design adjusted to a highly fl owable consistency with the<br />
aid of superplasticizers to ensure a good penetration of<br />
the textiles. To reduce the alkalinity of the concrete and to<br />
improve the contact zone between matrix and textile, puzzolanic<br />
additives, e.g. fl y ash and silica fume, are used.<br />
Since the above-mentioned requirements frequently contradict<br />
each other, the composition of the fi ne grainedconcrete<br />
is usually a compromise between the requirements<br />
made on the fresh concrete, the mechanical properties,<br />
the durability and also the economical aspects for an industrial<br />
production of textile concrete members.<br />
These fi ne grained concretes, owing to their composition,<br />
are currently not covered by existing standards. The<br />
small size of the maximum particle falls below the minimum<br />
size of 8 mm specifi ed in DIN 1045-2:2008-08 [1].<br />
An excessively high powder content and the highly fl owable<br />
consistency can also deviate from the specifi cations in<br />
the standards. This is the reason why construction projects<br />
processed with textile reinforced concrete are currently<br />
still implemented based on individual approvals.<br />
<strong>Concrete</strong>-technological requirements<br />
made on the textile reinforced concrete bridge in<br />
Lautlingen<br />
The client had specifi ed the following requirements for<br />
the textile reinforced concrete bridge in Lautlingen: the<br />
compressive strength class would have to be at least<br />
C 55/67. In addition, a high freeze-thaw/de-icing salt resistance<br />
had to be achieved for exposure class XF4. Furthermore,<br />
a high abrasion resistance had to be achieved,<br />
as the bridge is regularly cleared by a snow removal vehicle.<br />
To ensure a good penetration of the reinforcing textiles,<br />
the maximum grain size of the aggregates was limited<br />
to 4 mm. At the same time, the fresh concrete was to<br />
be adjusted in such a way that a suffi ciently high processing<br />
time and a fl owability as high as possible would be<br />
achieved, together with a high stability to vibration. Entrapped<br />
air on the surface of the concrete members was to<br />
be avoided. A surface of light color was to be aimed for. In<br />
Initial constituents Unit Content<br />
Cement content<br />
450<br />
Fly ash 100<br />
Metakaolin 31,5<br />
Watercontent kg/m³ 213,8<br />
Aggregates 0 – 4 mm 1457.4<br />
Powder content 581.5<br />
Micro hollow spheres 3.0<br />
Eq. w/c ratio<br />
Table 1 Composition of the concrete.<br />
– 0.41<br />
| Proceedings 54 th BetonTage<br />
Feinbetone für Textilbeton<br />
Betone, die für Textilbetonbauteile verwendet werden, müssen<br />
besonderen Ansprüchen im Hinblick auf den Produktionsprozess<br />
und die mechanischen Eigenschaften genügen.<br />
In der Regel wird ein kleines Größtkorn von max. 4 mm verwendet<br />
und eine sehr fl ießfähige Konsistenz mithilfe von<br />
Hochleistungsfl ießmitteln eingestellt, um eine gute Penetration<br />
der Textilien zu gewährleisten. Zur Reduzierung der<br />
Alkalität des Betons und zur Verbesserung der Kontaktzone<br />
zwischen Matrix und Textil werden puzzolanische Zusatzstoff<br />
e wie Flugasche und Silikastaub verwendet. Da sich die<br />
genannten Anforderungen häufi g widersprechen, stellt die<br />
Zusammensetzung des Feinbetons meist einen Kompromiss<br />
zwischen den Ansprüchen an den Frischbeton, den<br />
mechanischen Eigenschaften, der Dauerhaftigkeit und auch<br />
den ökonomischen Aspekten für eine industrielle Produktion<br />
von Textilbetonbauteilen dar.<br />
Diese Feinbetone werden aufgrund ihrer Zusammensetzung<br />
derzeit nicht durch bestehende Regelwerke abgedeckt.<br />
Das geringe Größtkorn unterschreitet die in der DIN 1045-<br />
2:2008-08 [1] angegebene Mindestgröße von 8 mm. Weiterhin<br />
können ein zu hoher Mehlkorngehalt und die fl ießfähige<br />
Konsistenz von den Angaben in den Normen abweichen. Aus<br />
diesem Grund werden Bauvorhaben mit Textilbeton derzeit<br />
noch über eine Zustimmung im Einzelfall umgesetzt.<br />
Betontechnologische Anforderungen<br />
der Textilbetonbrücke in Lautlingen<br />
Für die Textilbetonbrücke in Lautlingen wurden vom Auftraggeber<br />
die folgenden Anforderungen an den Beton festgelegt:<br />
Die Druckfestigkeitsklasse musste mindestens C 55/67 betragen.<br />
Weiterhin musste eine hohe Frost-Tausalz-Beständigkeit<br />
für die Expositionsklasse XF4 erreicht werden. Zusätzlich war<br />
aufgrund der regelmäßigen Befahrung mit einem Schneeräumfahrzeug<br />
ein hoher Abriebwiderstand nachzuweisen.<br />
Um eine gute Durchdringung der Bewehrungstextilien sicherzustellen,<br />
wurde das Größtkorn der Gesteinskörnung<br />
auf 4 mm begrenzt. Gleichzeitig war der Frischbeton so einzustellen,<br />
dass eine ausreichende Verarbeitungsdauer und<br />
eine möglichst hohe Fließfähigkeit, bei gleichzeitiger Rüttelstabilität<br />
gewährleistet sind. Lufteinschlüsse an der Bauteiloberfl<br />
äche sollten vermieden werden. Grundsätzlich war eine<br />
möglichst helle Oberfl äche anzustreben. Aufgrund des erhöhten<br />
Bindemittelgehaltes musste auch die Hydratationswärmeentwicklung<br />
betrachtet werden.<br />
Ausgangsstoff e Einheit Gehalt<br />
Zementgehalt<br />
450<br />
Flugasche 100<br />
Metakaolin 31,5<br />
Wassergehalt kg/m³ 213,8<br />
Gesteinskörnung 0–4 mm 1457,4<br />
Mehlkorngehalt 581,5<br />
Mikrohohlkugeln 3,0<br />
Äquiv. w/z-Wert – 0,41<br />
Tabelle 1 Zusammensetzung des Betons.<br />
<strong>BFT</strong> 02/2010