Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Symbole, Abkürzungen und BegriffeSchalungSchalungen im Sinne dieser Arbeit sind Konstruktionen, welche die Formgebung vonBetonbauteilen bestimmen. Die auf die Schalungskonstruktion aufgebrachtenEinwirkungen, wie z. B. Frischbetondruck, werden gegebenenfalls an stützendeTragelemente, wie z. Β. die Rüstung, weitergegeben.SchalhautSchalhaut (oder Schalungshaut) sind Bauteile der Schalung, welche direkten Kontakt mitdem Frischbeton haben.Selbstverdichtender Beton(1) nach DAfStb-Richtlinie - Selbstverdichtender Beton [DAfStb (2003)] ein Beton, derohne Einwirkung zusätzlicher Verdichtungsenergie allein unter dem Einfluss derSchwerkraft fließt, entlüftet sowie die Bewehrungszwischenräume und die Schalungvollständig ausfüllt(2) nach DIN 1045-2 (2001) ein Beton mit einem Ausbreitmaß von a > 700 mmStrukturviskosität; ScherentzähungFließverhalten von Stoffen, deren Viskosität bei höheren Werten der Schubspannung oderdes Geschwindigkeitsgefälles kleiner ist als bei niedrigen WertenThixotropiezeitabhängiges Fließverhalten, bei dem die Viskosität infolge andauernder mechanischerBeanspruchung vom Wert im Ruhezustand her gegen einen Endwert hin abnimmt undnach Aufhören der Beanspruchung wieder zunimmtViskosität(1) qualitativ: Eigenschaft eines Stoffes, unter Einwirkung einer Spannung zu fließen(viskos = zähflüssig) und irreversibel deformiert zu werden(2) quantitativ: Viskositätskoeffizient, dynamische Viskosität oder ViskositätsfunktionXIV
1 Einleitung1 EINLEITUNG1.1 ProblemstellungDie bauausführenden Unternehmen sind in den vergangenen Jahren verstärkt dazuübergegangen, fließfähigere und damit leichter verarbeitbare Betone zu verwenden, umdie immer schlankeren und dichter bewehrten Betonbauteile fehlerfrei betonieren zukönnen. Gleichzeitig sollen vertragskonforme Oberflächeneigenschaften erzielt und derEinbauaufwand reduziert werden.Den vorläufigen Höhepunkt dieser Entwicklung stellt die Anwendung so genannterSelbstverdichtender Betone (SVB) dar, die ohne mechanische Verdichtung in dieSchalung einbaut werden und die gleichzeitig ein vollständiges Ausfüllen der Schalung,eine ausreichende Entlüftung und eine dichte Umschließung der Bewehrung sicherstellen.Aufgrund dieser Anforderungen unterscheiden sich die rheologischen Eigenschaften vonSelbstverdichtendem Beton teilweise signifikant von dem Materialverhalten der bishereingesetzten Rüttelbetone. Infolge der veränderten rheologischen Eigenschaften erhöhtsich in vielen Fällen die Schalungsbelastung durch den Frischbetondruck.Den Einsatz Selbstverdichtender Betone regelt eine Richtlinie des DAfStb (2003).Detaillierte Angaben für die Dimensionierung von Schalung und Rüstung beiVerwendung dieser Betone, deren Ausbreitmaß größer 700 mm ist, fehlen jedoch. Eswird lediglich die Aussage getroffen, dass der volle Flüssigkeitsdruck (hydrostatischerBetondruck) anzusetzen ist, falls keine anderen Nachweise vorliegen. Die bisher gültigeNorm DIN 18218 (1980) zur Schalungsbelastung durch Rüttelbeton kann nichtangewendet werden, da sie nur für Betone mit einem Ausbreitmaß von max a = 600 mmgilt.Der Ansatz des hydrostatischen Betondrucks führt insbesondere bei hohen Bauteilen zutechnisch und wirtschaftlich ungünstigen Lösungen. Erfahrungen im Umgang mitSelbstverdichtenden Betonen haben bereits gezeigt, dass oftmals signifikant geringereEinwirkungen auftreten [Billberg (2002)]. Der genaue Einfluss der einzelnenRandbedingungen auf den Frischbetondruck bei SVB wurde jedoch bisher nichtsystematisch untersucht. Für Nachweise sowohl im Grenzzustand derGebrauchstauglichkeit als auch im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist jedoch dierealitätsnahe Abschätzung des Lastfalls Frischbetondruck oftmals zwingend erforderlich,um Schäden am Schalungssystem und Qualitätseinbußen am Betonbauteil zu vermeiden.Bei der Anwendung von SVB trat durch falsche Annahmen bei der Bemessung für denLastfall Frischbetondruck bereits oftmals ein Versagen von Schalung und Rüstung auf.Die Unsicherheiten hinsichtlich der Lastannahmen bei der Bemessung der Schalungenhemmen den verstärkten Einsatz von Selbstverdichtendem Beton. Dies gilt insbesonderefür Bauteile mit großen Betonierhöhen.1
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Symbole, Abkürzungen und BegriffeSchalungSchalungen im Sinne dieser Ar<strong>bei</strong>t sind Konstruktionen, welche die Formgebung <strong>von</strong><strong>Beton</strong>bauteilen bestimmen. Die auf die Schalungskonstruktion aufgebrachtenEinwirkungen, wie z. B. <strong>Frischbetondruck</strong>, werden gegebenenfalls an stützendeTragelemente, wie z. Β. die Rüstung, weitergegeben.SchalhautSchalhaut (oder Schalungshaut) sind Bauteile der Schalung, welche direkten Kontakt mitdem Frischbeton haben.Selbstverdichtender <strong>Beton</strong>(1) nach DAfStb-Richtlinie - Selbstverdichtender <strong>Beton</strong> [DAfStb (2003)] ein <strong>Beton</strong>, derohne Einwirkung zusätzlicher Verdichtungsenergie allein unter dem Einfluss derSchwerkraft fließt, entlüftet sowie die Bewehrungszwischenräume und die Schalungvollständig ausfüllt(2) nach DIN 1045-2 (2001) ein <strong>Beton</strong> mit einem Ausbreitmaß <strong>von</strong> a > 700 mmStrukturviskosität; ScherentzähungFließverhalten <strong>von</strong> Stoffen, deren Viskosität <strong>bei</strong> höheren Werten der Schubspannung oderdes Geschwindigkeitsgefälles kleiner ist als <strong>bei</strong> niedrigen WertenThixotropiezeitabhängiges Fließverhalten, <strong>bei</strong> dem die Viskosität infolge andauernder mechanischerBeanspruchung vom Wert im Ruhezustand her gegen einen Endwert hin abnimmt undnach Aufhören der Beanspruchung wieder zunimmtViskosität(1) qualitativ: Eigenschaft eines Stoffes, unter Einwirkung einer Spannung zu fließen(viskos = zähflüssig) und irreversibel deformiert zu werden(2) quantitativ: Viskositätskoeffizient, dynamische Viskosität oder ViskositätsfunktionXIV
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