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Chr. Müller · Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen im Betonbau D Cl, M in 10 -12 m²/s 35 30 25 20 15 10 5 0 Zemente mit: 20% LL 30% V 35 d 98 d 20% LL 20% V 20% LL 20% S w/z = 0,50 z = 320 kg/m³ 20% LL 30% S Bild 8. Chloridmigrationskoeffizienten von Betonen in Abhängigkeit vom Prüfalter, Zemente der Festigkeitsklasse 32,5 R nach DIN EN 197-1 [11] Fig. 8. Chloride migration coefficients of concretes depending on testing age, cements of strength class 32.5 R according to DIN EN 197-1 [11] Abwitterungen in kg/m² 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 Zemente mit: Bewertungskriterium: < 1,5 kg/m² nach 28 FTW 20% LL 30% V 20% LL 20% V 20% LL 20% S w/z = 0,50 z = 320 kg/m³ LP = 4,5 - 5,5 Vol.-% 0 7 14 21 28 Anzahl der Frost-Tau-Wechsel (FTW) Bild 9. Abwitterungen von Luftporenbetonen im CDF- Verfahren in Abhängigkeit von der Anzahl der Frost-Tau- Wechsel, Zemente der Festigkeitsklasse 32,5 R nach DIN EN 197-1 [11] Fig. 9. Scaling of air-entrained concretes depending on the number of freeze-thaw cycles (CDF method), cements of strength class 32.5 R according to DIN EN 197-1 [11] als „traditionell“ und „bewährt“ gelten können, auch wenn ihre Zusammensetzung sich nicht zwangsläufig deutlich von den Zementen der DIN EN 197-1 unterscheidet. Die Zementnorm DIN EN 197-1 definiert die Zusammensetzung von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen, deren Dauerhaftigkeit und Leistungsfähigkeit in der Praxis nachgewiesen wurden. Hierzu gehören derzeit Zemente mit 20 M.-% Kalkstein (LL) in Kombination mit 20 bzw. 30 M.-% Flugasche (V) bzw. Hüttensand (S) nicht. Untersuchungen im Forschungsinstitut der Zementindustrie (FIZ) zeigen, dass Betone mit solchen Zementen – die entsprechend ihrer vorgesehenen Verwendung chemischmineralogisch bzw. granulometrisch optimiert wurden – dauerhaftigkeitsrelevanten Anforderungen genügen können. Die hier untersuchten Betone wiesen im Alter von 98 Tagen einen hohen Chlorideindringwiderstand auf, der etwa mit Hochofenzementbetonen (CEM III/A) vergleichbar ist (Bild 8). In der Prüfung des Frost-Tausalz-Widerstands erreichten LP-Betone Ergebnisse deutlich unter den in Deutschland gebräuchlichen Bewertungskriterien – vgl. Abschnitt 5.3 „Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand“ (Bild 9). Die dargestellten Ergebnisse können derzeit nicht verallgemeinert werden. Sie können aber als Grundlage für weitere Entwicklungsarbeiten genutzt werden. Literatur [1] CEM II- und CEM III/A-Zemente im Betonbau – Nachhaltige Lösungen für das Bauen mit Beton (2008) – zu beziehen über www.beton.org. [2] Daten des CEMBUREAU, 2005. [3] Schröder, F., Smolczyk, H.-G., Grade, K., Vinkeloe, R. und Roth, R.: Einfluss von Luftkohlensäure und Feuchtigkeit auf die Beschaffenheit des Betons als Korrosionsschutz für Stahleinlagen. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Schriftenreihe (1967) 182. [4] Verein Deutscher Zementwerke: Zement-Taschenbuch 50. Ausgabe (2002). [5] Verein Deutscher Zementwerke: Zement-Taschenbuch 51. Ausgabe (2008). [6] Verein Deutscher Zementwerke: Tätigkeitsbericht 2005– 2007. [7] Verein Deutscher Zementwerke: Mittelwerte der Druckfestigkeiten für verschiedene Zemente und Betone. Ergebnisse aus der Prüfdatenbank des Forschungsinstituts der Zementindustrie (unveröffentlicht). [8] Verein Deutscher Zementwerke: Ergebnisse aus den Prüfdatenbanken der VDZ-Mitgliedsunternehmen (unveröffentlicht). [9] Müller, C.: Performance of Portland-composite cements. Cement International (4), Heft 2, S. 112–119 (2006). [10] Müller, C. und Severins, K.: Dauerhaftigkeit von Betonen mit flugaschehaltigen Zementen. beton 57 (2007) Nr. 3, S. 119–126. [11] Müller, C. und Severins, K.: Ökologisch und technisch optimierte Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen – Forschungsprojekt im Rahmen des BMBF Förderprogramms Klimazwei – Förderkennzeichen 01LK0502 (unveröffentlicht) – www.klimazwei.de. [12] Verein Deutscher Zementwerke: Tätigkeitsbericht 1999– 2001. Dr.-Ing. Christoph Müller Verein Deutscher Zementwerke e.V. Forschungsinstitut der Zementindustrie Tannenstraße 2 40476 Düsseldorf mc@vdz-online.de 12 Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 2
Fachthemen DOI: 10.1002/best.200900058 Peter Schießl Till Felix Mayer Lebensdauermanagement von Stahlbetonbauwerken Dem Lebensdauermanagement von Infrastrukturbauwerken kommt vor dem Hintergrund knapper Ressourcen eine steigende Bedeutung zu. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Bausteine eines modernen Lebensdauermanagementsystems für Stahlbetonbauwerke vorgestellt. Zentrales Element ist eine Lebensdauerbemessung, die in Abhängigkeit von den maßgebenden Schädigungsmechanismen mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine Ausnutzung von Optimierungspotentialen durch Rezepturoptimierung und Bindemittelwahl. Durch geeignete Methoden während der Ausführung und nach Fertigstellung kann die tatsächliche Qualität kontrolliert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen während der Planungs- und Ausführungsphase werden in einem Geburtszertifikat zusammengefasst, das die Grundlage für den Wartungsplan bildet. Die Ergebnisse der Inspektionen werden herangezogen, um die Prognose der Zustandsentwicklung während der Nutzung kontinuierlich zuzuschärfen. Life Cycle Management of Concrete Structures On the background of scarce public resources, life cycle management of infrastructure systems has gained increasing importance. This paper presents the core components of a state-ofthe-art life cycle management system for reinforced concrete structures. A service life design is one of the key elements. Depending on the governing deterioration mechanisms, it can be carried out on different levels of detail and thus enables an optimisation of durability by means of optimised concrete composition and choice of binder. Quality control tools during construction and after completion allow for an assessment of the actual quality. The results of the design and construction stage are then summarised in a so-called birth certificate which forms the basis for future inspection and maintenance planning. The results of the inspection again can be used to update the original service life design throughout the service life of the structure. 1 Einführung Die Instandsetzung von Schäden an Infrastrukturbauwerken im Bundesfernstraßennetz, die durch eine unzureichende Dimensionierung der Betondeckung, ungeeignete Baustoffwahl oder mangelhafte Berücksichtigung der tatsächlichen Umwelteinwirkungen hervorgerufen werden, verursacht jährliche Kosten von mehr als 250 Mio. Euro [1]. Trotz der übergeordneten Bedeutung, die der Dauerhaftigkeit von Bauwerken in diesem Zusammenhang zukommt, erfolgte die Dauerhaftigkeitsbemessung im Rahmen der Planung bisher ausschließlich auf Grundlage empirischer „deemed-to-satisfy“-Ansätze. Die Entwicklung von Lebensdauerbemessungsmodellen erlaubt heute eine Dauerhaftigkeitsbemessung für die maßgebenden Schädigungsmechanismen unter Berücksichtigung wirklichkeitsnaher Kennwerte für den Bauteilwiderstand gegenüber Umwelteinwirkungen und quantifizierter Einwirkungskennwerte [2]. Die Widerstandskennwerte können anhand von Eignungsprüfungen bestimmt und ihre Einhaltung während der Bauphase durch laufende Qualitätskontrollen und im Rahmen der Abnahme am fertig gestellten Bauwerk überprüft werden. Die Ergebnisse der Qualitätskontrollen können gemeinsam mit den Resultaten aus Bauwerksinspektionen während der Nutzung, die Aufschluss über die Wechselwirkungen zwischen Bauwerk und realen Umwelteinwirkungen geben, herangezogen werden, um die ursprüngliche Lebensdauerbemessung laufend zu aktualisieren und zu verbessern. Lebensdauerbemessung, Qualitätskontrolle während der Ausführung und zyklische Zustandserfassungen während der Nutzung stellen gemeinsam mit Planungswerkzeugen für Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen die zentralen Elemente moderner Lebensdauermanagementsysteme (LDMS) für Stahlbetonbauwerke dar [3], Bild 1. Derartige LDMS bieten erhebliche Optimierungspotentiale beim Entwurf und Betrieb von Stahlbetonbauwerken und sind somit ein wesentliches Element des Nachhaltigen Bauens mit Beton. Die zentralen Bausteine eines derartigen Lebensdauermanagementsystems werden im Folgenden beschrieben. 2 Bausteine eines Lebensdauermanagementsystems 2.1 Übersicht LDMS finden vorwiegend für anspruchsvolle Bauwerke mit langen Nutzungsdauern Anwendung, die dauerhaftigkeitsrelevanten Umwelteinwirkungen ausgesetzt sind. Die Bausteine eines LDMS werden erstmals in der Richtlinie GruNaBau („Grundlagen des Nachhaltigen Bauens mit Beton“) des DAfStb definiert, die sich derzeit noch im Entwurf befindet [4]. Im Einzelnen sind dies: – Lebensdauerbemessung – erweiterte Eignungsprüfungen zur Bestimmung dauerhaftigkeitsrelevanter Kenngrößen der vorgesehenen Baustoffe © 2009 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 11 13
Seite 1: 2 + 11 104. Jahrgang Februar 2009,
Seite 4 und 5: Zement/Beton Bild 3. Flugbetriebsfl
Seite 6 und 7: Chr. Müller · Zemente mit mehrere
Seite 14 und 15: P. Schießl/T. F. Mayer · Lebensda
Seite 20: CEMEX Deutschland AG Daniel-Goldbac

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