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Chr. Müller · Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen im Betonbau
Bild 7. Die BAB A44: Das deutschlandweit erste Autobahnteilstück
in CEM III/A-Beton [1]
Fig. 7. Motorway A44: The first motorway section in CEM
III/A concrete in Germany [1]
nach sieben Jahren Nutzung erstellten Gutachten (WTI-
Bau Dr.-Ing. Löffler GmbH Unterwellenborn) ließ sich
hinsichtlich des Qualitätszustands der Brücke unter anderem
feststellen, dass die Kappen aus CEM II-Beton mit
denen aus CEM I-Beton qualitativ über weite Bereiche
vergleichbar sind und die festgestellten kleineren Schäden
wie Abwitterungen und Kantenabplatzungen unabhängig
von der Zementart zu sehen sind. Die Betone mit CEM IIund
CEM III/A-Zementen wiesen also keinerlei Nachteile
im Vergleich zum „klassischen“ Portlandzementbeton auf
[1].
Praxisbeispiel „Fahrbahndecke BAB A44“
Als erste Fahrbahndecke einer Autobahn wurde im Jahr
2002 die A 44 vom Autobahnkreuz Unna-Ost bis zum
Autobahnkreuz Werl auf 7 km Länge mit 27.000 m 3
CEM III/A-Beton realisiert (Bild 7). Im 22 cm dicken
Unterbeton und 8 cm dicken Oberbeton wurden bei einer
Überprüfung in 2007 trotz enormer Beanspruchung durch
den PKW- und LKW-Verkehr keinerlei Mängel festgestellt.
Obwohl Unter- und Oberbeton nur mit 340 kg/m 3
Zement hergestellt wurden (Mindestzementgehalt gemäß
Ausschreibung), ist die gute Verarbeitbarkeit bzw. Geschmeidigkeit
des Betons hier besonders hervorzuheben.
Als vorteilhaft erwies sich bei den hochsommerlichen
Temperaturen während der Baumaßnahme der durch das
langsame Abbinden des Betons vergleichsweise größere
Verarbeitbarkeitszeitraum [1].
7 Hinweise für die Praxis
Bei der Umstellung auf CEM II- und CEM III/A-Zemente
sind gegenüber anderen Normzementen i. d. R. keine Anpassungen
der herstellungstechnischen Abläufe des Betons
– z. B. im Transportbetonwerk – erforderlich. Wie bei
jeder Änderung der Ausgangsstoffe des Betons sind Erstprüfungen
durchzuführen. Im Rahmen dieser Eignungsprüfung
wird z. B. auch die Wirkung von Zusatzmitteln in
Verbindung mit den verwendeten Ausgangsstoffen nachgewiesen.
Vor allem bei Verwendung von Betonverflüssigern
(BV) oder Fließmitteln (FM) auf Basis von Polycarboxylatethern
(PCE) ist zu beachten, dass beim Wechsel
des Zements unabhängig von der verwendeten Zementart
geprüft werden muss, ob das verwendete PCE geeignet ist.
Für einen ausreichenden Frost-Tausalz-Widerstand ist ein
entsprechendes Mikroluftporengefüge im Beton ausschlaggebend,
das über die Zugabe von LP-Bildnern erreicht
wird. Zur Sicherstellung des erforderlichen Luftporengehalts
kann bei Einsatz von Zementen mit mehreren
Hauptbestandteilen eine geringfügig höhere LP-Mittel-
Dosierung erforderlich sein.
Der übliche Baubetrieb nimmt eine eventuell langsamere
Festigkeitsentwicklung i. A. erst bei einer Umstellung
auf CEM III/A-Zemente insbesondere bei kühleren
Witterungsbedingungen wahr. Bauweisen und Bauaufgaben,
die sensibel gegenüber geringen Veränderungen
der Verarbeitungszeiten und der Frühfestigkeiten sind, wie
z. B. der Gleitschalungsbau oder das Betonieren in engen
Zeit- bzw. Abschnittstakten, erfordern bei Zementumstellungen
eine enge Abstimmung mit dem Baubetrieb. In vielen
Fällen ist eine etwas längere Verarbeitungszeit gewünscht
oder baubetrieblich günstig, vor allem in der warmen
Jahreszeit und bei der Herstellung großer Bauteile.
Die Nachbehandlungszeiten sind für alle normativ
zugelassenen Betone in DIN 1045-3 festgelegt. Die erforderliche
Nachbehandlungszeit ist von den Temperaturverhältnissen
und der Erhärtungscharakteristik (r-Wert)
des Betons abhängig. Der r-Wert ist im Regelfall der Quotient
aus der 2-Tage-Festigkeit und der 28-Tage-Festigkeit
eines Betons. An Betonen, die vereinbarungsgemäß zu einem
späteren Zeitpunkt geprüft werden (56 Tage, 90 Tage,
etc.), wird die 2-Tage-Festigkeit durch die nach dieser Zeit
ermittelte Festigkeit dividiert. In diesem System sind alle
in Deutschland marktüblichen Zemente erfasst, so dass
sich bei Beachtung der Normvorgaben stets die technisch
richtigen Nachbehandlungszeiten ergeben und im Weiteren
nicht gesondert auf die verwendete Zementart eingegangen
werden muss. Gleichwohl erfordern Betone mit
CEM II- und CEM III/A 42,5 N-Zementen in der frühen
Erhärtungsphase eine sorgfältige Nachbehandlung.
Die Herstellung von hochwertigen Sichtbetonbauteilen
lässt eine Änderung der Zementart ohne die Absicherung
der Farbgleichheit nicht zu. Grundsätzlich muss bei
jeder Zementumstellung mit farblichen Veränderungen
gerechnet werden. Bei Verwendung von CEM II- und
CEM III/A-Zementen ergeben sich dabei vielfach bessere
und robustere Ansichtsflächen als mit CEM I-Zementen.
Durch die meist hellere Färbung der fertigen Flächen entsprechen
diese Zemente dem aktuellen architektonischen
Gestaltungstrend, der möglichst helle Flächen verlangt
[1].
8 Ausblick
Als energie- und rohstoffintensive Industrie ist die Zementindustrie
von Anforderungen an die Schonung der
Ressourcen, an die Verringerung des Energieeinsatzes und
an den globalen Klimaschutz in ganz besonderem Maße
betroffen. Die Zementhersteller stellen sich dieser Herausforderung,
indem sie ihre Herstellprozesse im Hinblick
auf Rohstoff- und Energieeinsatz in den vergangenen Jahren
fortlaufend optimiert haben. Aus dem Ziel, diesen
Weg konsequent weiter zu beschreiten, erwächst auch die
Frage nach neuen Zementarten, die bisher in der europäischen
Zementnorm DIN EN 197-1 nicht enthalten sind,
da sie in ihrer speziellen Zusammensetzung bisher nicht
Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 2
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