Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
5 BerechnungsansätzeSchalungsoberfläche bzw. Bewehrung vergleichsweise klein ist und daher durch denWert μ () t hinreichend genau Berücksichtigung finden kann. Eine zusätzlichec w t ist daher nicht notwendig.Differenzierung mit Hilfe des Parameters Kohäsion ( )5.2.3.2 ErstarrungszeitenDer Erstarrungsbeginn sowie das Erstarrungsende von Beton sind bisher noch nichtallgemeingültig definiert. Im vorliegenden Modell wird das Erstarrungsende t E nachDIN EN 480-2 (2006) (Nadel-Eindringversuch nach Vicat) verwendet. Hierzu ist vomFrischbeton der Mörtel mit dem Sieb der Lochweite 4 mm abzusieben und zu prüfen. DieProbentemperatur im Versuch darf nicht höher sein als die in der Schalung zu erwartendeFrischbetontemperatur.Die Erstarrungszeiten werden durch das Erstarrungsverhalten des verwendeten Zementesin Verbindung mit den Betonzusatzstoffen sowie dem Wassergehalt des Betons gesteuert.Bei Selbstverdichtenden Betonen kann das Erstarrungsende durch den Einsatz vonBetonzusatzmitteln, wie z. B. Fließmitteln, stark beeinflusst werden und liegt in derpraktischen Anwendung meist zwischen 7 und 15 Stunden.Das effektive Erstarrungsendet E, eff ist das Erstarrungsende t E abzüglich des Zeitraumszwischen Mischungsfertigstellung und Einbaubeginn Δ t [vgl. Gleichung (5.22)].Beispielweise verringert sich bei längerer Transportzeit das effektive Erstarrungsende.Alternativ ist die Bestimmung des Erstarrungsendes t E bzw. t E, eff über dasErstarrungsende nach Knetbeutelverfahren t E, KB möglich. Die entsprechende analytischeBeziehung wurde auf Grundlage der Erstarrungszeiten der in Kapitel 4.3.3 aufgeführtenBetone abgeleitet.ttE,effE,eff= t − ΔtoderE= 1 , 25⋅tE, KB− Δt(5.22)Zur Ermittlung des maximalen Frischbetondrucks kann neben dem Erstarrungsende auchder Erstarrungsbeginn nach dem Knetbeutelverfahren Verwendung finden. Für t E, eff istentsprechend der Ergebnisse aus Kapitel 4.6.4 der Term nach Gleichung (5.23)anzusetzen, wobei in diesem Fall die Transportzeit Δ t unberücksichtigt bleibt. DieBerechnung des maximalen Frischbetondrucks über t A, KB ist vor allem dannempfehlenswert, wenn der Erstarrungsbeginn und das Erstarrungsende weit auseinanderliegen, wie z. B. bei Verwendung verschiedener Zemente mit geringerHydratationswärmeentwicklung.tE,eff= t ⋅ 2,35(5.23)A, KB224
5 Berechnungsansätze5.2.3.3 Zeitabhängige ModellparameterSeitendruckbeiwert λSelbstverdichtender Beton weist oft noch lange nach dem Einbau eine hoheFließfähigkeit auf und reagiert sehr empfindlich auf Erschütterungen. Daher kann nichtmehr von einem linearen Verlauf des Seitendruckbeiwertes - wie in DIN 18 218 (1980)für Rüttelbeton angenommen - ausgegangen werden.Auf Grundlage der eigenen Materialuntersuchungen (vgl. Kapitel 4.4) wird der Verlaufdes Seitendruckbeiwertes näherungsweise nach den Gleichungen (5.24) bis (5.26)beschrieben. Bei der Ableitung der Zusammenhänge wurden lediglich die Ergebnisse derVersuche an Selbstverdichtenden Betonen bei Simulation eines quasi-kontinuierlichenBetoniervorgangs (Versuchsablauf A1 und A3) einbezogen. Gleichung (5.24) spiegeltden zeitlichen Verlauf des 98%-Quantilwertes des Seitendruckbeiwertes ohneErschütterungswirkung bei Annahme einer Normalverteilung wider, wobei λ auf denHöchstwert λ max = 1, 0 zu begrenzen ist. Die Mittelwerte der Seitendruckbeiwerte ohneErschütterungen beschreibt Gleichung (5.25).Ein oberer Quantilwert des Seitendruckbeiwertes aller Versuche ohne Erschütterungenfür den frühen Zeitpunkt t ≤ 0 , 6 ⋅ t E, eff wird in Gleichung (5.26) durch die5%-Quantilwerte bei logarithmischer Normalverteilung für den Wert 1 − λ( t)wiedergegeben. Damit liegen die Ergebnisse von λ ( t)stets unterhalb des Wertes 1,0.Gleichzeitig entspricht die entwickelte Funktion den 95%-Quantilwerten der Messwertebei diskreter Verteilung von λ ( t). Im Bereich t > 0 , 6 ⋅t E, eff wurden die 95%-Quantilwerte von λ () t , ermittelt in Versuchen mit nachgebender Schalung, bei Annahmeeiner Normalverteilung zugrunde gelegt. Bild 5.4 zeigt den zeitlichen Verlauf derSeitendruckbeiwerte sowie den Bereich der im Versuch ermittelten Messwerte.Für die 98%-Quantilwerte (Normalverteilung) von ( t)λ aus allen Versuchen ohneErschütterungswirkung [ohne (VIB)] im Zeitraum 0 ≤ t / ≤ 1 gilt:t E, effλ1() t⎛+ 7,84 ⋅ ⎜⎝t= 1−018 , ⋅ttE,eff⎞⎟⎠4tE,eff⎛+ 2,43⋅⎜⎝t⎛−179, ⋅ ⎜⎝ttE,effE,eff⎞⎟⎠5t⎞⎟⎠2⎛− 914 , ⋅ ⎜⎝ttE,eff⎞⎟⎠3(5.24)mitt E,eff effektives Erstarrungsende des Betonst Betonierdauer225
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5 BerechnungsansätzeSchalungsoberfläche bzw. Bewehrung vergleichsweise klein ist und daher durch denWert μ () t hinreichend genau Berücksichtigung finden kann. Eine zusätzlichec w t ist daher nicht notwendig.Differenzierung mit Hilfe des Parameters Kohäsion ( )5.2.3.2 ErstarrungszeitenDer Erstarrungsbeginn sowie das Erstarrungsende <strong>von</strong> <strong>Beton</strong> sind bisher noch nichtallgemeingültig definiert. Im vorliegenden Modell wird das Erstarrungsende t E nachDIN EN 480-2 (2006) (Nadel-Eindringversuch nach Vicat) verwendet. Hierzu ist vomFrischbeton der Mörtel mit dem Sieb der Lochweite 4 mm abzusieben und zu prüfen. DieProbentemperatur im Versuch darf nicht höher sein als die in der Schalung zu erwartendeFrischbetontemperatur.Die Erstarrungszeiten werden durch das Erstarrungsverhalten des verwendeten Zementesin Verbindung mit den <strong>Beton</strong>zusatzstoffen sowie dem Wassergehalt des <strong>Beton</strong>s gesteuert.Bei Selbstverdichtenden <strong>Beton</strong>en kann das Erstarrungsende durch den Einsatz <strong>von</strong><strong>Beton</strong>zusatzmitteln, wie z. B. Fließmitteln, stark beeinflusst werden und liegt in derpraktischen Anwendung meist zwischen 7 und 15 Stunden.Das effektive Erstarrungsendet E, eff ist das Erstarrungsende t E abzüglich des Zeitraumszwischen Mischungsfertigstellung und Einbaubeginn Δ t [vgl. Gleichung (5.22)].Beispielweise verringert sich <strong>bei</strong> längerer Transportzeit das effektive Erstarrungsende.Alternativ ist die Bestimmung des Erstarrungsendes t E bzw. t E, eff über dasErstarrungsende nach Knetbeutelverfahren t E, KB möglich. Die entsprechende analytischeBeziehung wurde auf Grundlage der Erstarrungszeiten der in Kapitel 4.3.3 aufgeführten<strong>Beton</strong>e abgeleitet.ttE,effE,eff= t − ΔtoderE= 1 , 25⋅tE, KB− Δt(5.22)Zur Ermittlung des maximalen <strong>Frischbetondruck</strong>s kann neben dem Erstarrungsende auchder Erstarrungsbeginn nach dem Knetbeutelverfahren <strong>Verwendung</strong> finden. Für t E, eff istentsprechend der Ergebnisse aus Kapitel 4.6.4 der Term nach Gleichung (5.23)anzusetzen, wo<strong>bei</strong> in diesem Fall die Transportzeit Δ t unberücksichtigt bleibt. DieBerechnung des maximalen <strong>Frischbetondruck</strong>s über t A, KB ist vor allem dannempfehlenswert, wenn der Erstarrungsbeginn und das Erstarrungsende weit auseinanderliegen, wie z. B. <strong>bei</strong> <strong>Verwendung</strong> verschiedener Zemente mit geringerHydratationswärmeentwicklung.tE,eff= t ⋅ 2,35(5.23)A, KB224