Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
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Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

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4 Untersuchung der Materialkenngrößen4.4.2 Einfluss der Mischungsrezeptur (Versuchsgruppe 4-1)Referenzmischung, Fließmittelart und Fließmitteldosierung (SVB-1, SVB-1.1, SVB-1.3)Bei der Referenzmischung SVB-1 war festzustellen, dass innerhalb der Schalung bis zudem Zeitpunkt 0 , 2 ⋅ t / t E , eff in etwa hydrostatisches Verhalten mit λ = 1, 0 vorlag (vgl.Bild 4.20). Danach fiel die Zunahme des Horizontaldrucks bei zunehmenderVertikallaststeigerung moderater aus. Der maximale Horizontaldruck wurde bei0 , 4 ⋅ t / t E ,eff und damit in etwa zum Zeitpunkt des Erstarrungsbeginns t A,KB, eff erreicht(vgl. Bild 4.19). Dieses Verhalten widerspricht der Theorie, auf der auch DIN 18218(1980) basiert, bei welcher der Schalungsdruck bis zum Erreichen des Erstarrungsendesansteigt (vgl. Kapitel 2.6.4). Mit einem λtot,E -Wert von 0,28 beträgt der maximaleHorizontaldruck der Referenzmischung ca. 28 % des hydrostatischen Wertes, unterAnsatz einer Betonierhöhe, bei welcher der Beton gerade das Erstarrungsende erreicht.Bild 4.19:Horizontaldruck [kN/m²]2001751501251007550250Serie 1/2Ablauftyp A1Annahme:v = 2 m/hγ c = 25,0 kN/m³SVB-1.1-396-0,91-579-52,5R-SFA50-VCSVB-1.3-sm55SVB-1-396-0,91-578-52,5R-SFA50-MP0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0bezogene Zeit t/t E,eff [-]Horizontaldruck bei Variation des Fließmitteltyps und der Fließmitteldosierung(Serie 1/2)Beim Beton SVB-1.1 erhöhte sich der Horizontaldruck gegenüber dem ReferenzbetonSVB-1 um ca. 150 %. Die Ursache liegt in dem durch das Fließmittel verändertenAnsteif- und Erstarrungsverhaltens. Der Erstarrungsbeginn und das Erstarrungsendenahmen um 150 % bzw. 125 % zu. Auch der Zeitpunkt des maximalen Horizontaldrucksverschob sich auf ca. 0 , 6 ⋅ t / . Dagegen veränderte sich der Verlauf dest E , effSeitendruckbeiwertes λ und damit auchλ nur geringfügig (vgl. Bild 4.20).tot, EEine Reduzierung der Fließmitteldosierung bewirkte ein Absinken des Setzfließmaßessm auf 55 cm (SVB-1.3). Der Seitendruckbeiwert zu Betonierbeginn lag infolgedessenkurz nach dem Betoneinbau auch deutlich unter den Referenzwerten, jedoch erreichte λnach einer Vertikallaststeigerung zum Zeitpunkt 0, 1⋅t / bereits wieder diet E , eff152

4 Untersuchung der MaterialkenngrößenReferenzwerte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Einfluss der Fließgrenzebzw. der Kohäsion bei höheren Lasten signifikant verringert. Interessanterweise erhöhtesich sogar der maximale Frischbetondruck gegenüber dem Referenzbeton, was jedoch aufdie etwas längeren Erstarrungszeiten zurückzuführen ist.Durch eine weitere Reduzierung der Fließmitteldosierung beim SVB-1.4 auf ca. 35 % desReferenzwertes (SVB-1) wurde ein Setzfließmaß von sm = 25 cm eingestellt. Der Betonwar damit nicht mehr selbstverdichtend. Der Seitendruckbeiwert betrug bei denVersuchen mit Versuchsablauftyp B1 zum Zeitpunkt t = 0 nur noch λ = 0, 87 und wiesdamit bereits einen erheblichen inneren Widerstand auf. Dies zeigt den signifikantenEinfluss der durch die Fließmittelwirkung gesteuerten interpartikularen Kräfte. Aus demzeitlichen Verlauf von λ kann auf einen bezogenen maximalen Horizontaldruck vonλ tot,E≤ 0,25 geschlussfolgert werden. Der tatsächliche maximale Frischbetondruck liegtvermutlich deutlich unter dem angegebenen oberen Grenzwert, da durch die zyklischeWechselbelastung (bei Versuchsablauf B1) und die damit verbundenen Vorverformungenin Beton und Schalung der einwirkende Frischbetondruck deutlich überschätzt wird.Seitendruckbeiwert λ [-]1,00,80,60,40,20,0Setzfließmaßsm (t = 0) = 25 cmAblauftyp B1SVB-1.1-396-0,91-579-52,5R-SFA50-VCSVB-1.3-sm55SVB-1-396-0,91-578-52,5R-SFA50-MPSVB-1.4-sm250,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0bezogene Zeit t/t E,eff [-]Serie 1/2Ablauftyp A1Bild 4.20:Seitendruckbeiwert bei Variation des Fließmitteltyps und derFließmitteldosierung (Serie 1/2)Wasser-Mehlkorn-Verhältnis (SVB-0 bis SVB-5)Bei den Untersuchungen zum Einfluss der Mischungszusammensetzung zeigte sich, dassder absolute Horizontaldruck mit zunehmendem Wasser-Mehlkorn-Verhältnis signifikantansteigt (vgl. Bild 4.21). Eine Begründung hierfür lieferten die Erstarrungszeiten t A,KB, effund t E, eff , welche in dieser Versuchsserie 1,2 h bis 3,0 h bzw. 3,5 h bis 7,5 h betrugen.Bei kleineren Erstarrungszeiten wurden dabei geringere horizontale Frischbetondrückegemessen.153

4 Untersuchung der MaterialkenngrößenReferenzwerte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Einfluss der Fließgrenzebzw. der Kohäsion <strong>bei</strong> höheren Lasten signifikant verringert. Interessanterweise erhöhtesich sogar der maximale <strong>Frischbetondruck</strong> gegenüber dem Referenzbeton, was jedoch aufdie etwas längeren Erstarrungszeiten zurückzuführen ist.Durch eine weitere Reduzierung der Fließmitteldosierung <strong>bei</strong>m SVB-1.4 auf ca. 35 % desReferenzwertes (SVB-1) wurde ein Setzfließmaß <strong>von</strong> sm = 25 cm eingestellt. Der <strong>Beton</strong>war damit nicht mehr selbstverdichtend. Der Seitendruck<strong>bei</strong>wert betrug <strong>bei</strong> denVersuchen mit Versuchsablauftyp B1 zum Zeitpunkt t = 0 nur noch λ = 0, 87 und wiesdamit bereits einen erheblichen inneren Widerstand auf. Dies zeigt den signifikantenEinfluss der durch die Fließmittelwirkung gesteuerten interpartikularen Kräfte. Aus demzeitlichen Verlauf <strong>von</strong> λ kann auf einen bezogenen maximalen Horizontaldruck <strong>von</strong>λ tot,E≤ 0,25 geschlussfolgert werden. Der tatsächliche maximale <strong>Frischbetondruck</strong> liegtvermutlich deutlich unter dem angegebenen oberen Grenzwert, da durch die zyklischeWechselbelastung (<strong>bei</strong> Versuchsablauf B1) und die damit verbundenen Vorverformungenin <strong>Beton</strong> und Schalung der einwirkende <strong>Frischbetondruck</strong> deutlich überschätzt wird.Seitendruck<strong>bei</strong>wert λ [-]1,00,80,60,40,20,0Setzfließmaßsm (t = 0) = 25 cmAblauftyp B1SVB-1.1-396-0,91-579-52,5R-SFA50-VCSVB-1.3-sm55SVB-1-396-0,91-578-52,5R-SFA50-MPSVB-1.4-sm250,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0bezogene Zeit t/t E,eff [-]Serie 1/2Ablauftyp A1Bild 4.20:Seitendruck<strong>bei</strong>wert <strong>bei</strong> Variation des Fließmitteltyps und derFließmitteldosierung (Serie 1/2)Wasser-Mehlkorn-Verhältnis (SVB-0 bis SVB-5)Bei den Untersuchungen zum Einfluss der Mischungszusammensetzung zeigte sich, dassder absolute Horizontaldruck mit zunehmendem Wasser-Mehlkorn-Verhältnis signifikantansteigt (vgl. Bild 4.21). Eine Begründung hierfür lieferten die Erstarrungszeiten t A,KB, effund t E, eff , welche in dieser Versuchsserie 1,2 h bis 3,0 h bzw. 3,5 h bis 7,5 h betrugen.Bei kleineren Erstarrungszeiten wurden da<strong>bei</strong> geringere horizontale Frischbetondrückegemessen.153

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