Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

2 Stand der TechnikDie Fließgrenze τ 0im Frischbeton wird infolge physikalischer und chemischerWiderstände hervorgerufen. Im Zementleim treten nach Stark (1998) Scherwiderständeinfolge Agglomeration (Verflockung) und Hydratation auf. Die Verflockung resultiertdabei aus den überwiegend anziehenden innerpartikularen Kräften zwischen denZementpartikeln (van der Wals-, Kapillar- und elektrostatische Kräfte). Das dadurchgebildete räumliche Netzwerk ist stabil und schließt größere Wassermengen ein. Nach derWasserzugabe bilden sich zusätzlich Reaktionsprodukte, wie z. B. Calciumhydroxid undTrisulfat. Diese reduzieren ebenfalls die Fließfähigkeit des Zementleims.Betrachtet man den Frischbeton lediglich als eine Suspension von Wasser undgranularem Material, ergibt sich eine weitere Erklärung für die Fließgrenze. Das minimalbenötigte Wasservolumen im Beton entspricht genau der Porosität der dichtestenPackung. Die Mischung ist bei diesem Wassergehalt jedoch noch nicht verarbeitbar. EineErhöhung des Wassergehaltes über den Sättigungspunkt ermöglicht die Bewegung derFeststoffe. Dabei muss bei einer äußeren Belastung der Reibungswiderstand zwischenden Partikeln überschritten werden. Wie in Bild 2.4 dargestellt, hängt die Fließgrenzedemnach von der Art und Anzahl der Kontakte zwischen den Partikeln ab, nicht aber vonder flüssigen Phase, die lediglich den Abstand zwischen der Gesteinskörnung kontrolliert[de Larrard (1999)]. Eine größere Anzahl von Kontaktpunkten zwischen den Partikelnvergrößert hier die Scherfestigkeit.τviskoser Anteilder FlüssigkeitAnteil aus Reibungzwischen den Körnern( η ⋅ γ& )( τ 0 )Bild 2.4:τDie Anteile der flüssigen und festen Phase am Scherwiderstand des Frischbetonsnach de Larrard (1999)Bei Annahme des Bingham-Modells liegt die Fließgrenze bei konventionellenRüttelbetonen bei ca. 800 Pa - 1500 Pa (1 Pa = 1 N/m²) und bei SelbstverdichtendenBetonen unter 70 Pa [Wallevik (2002), de Larrard (1999)]. Die plastische Viskosität vonSelbstverdichtendem Beton variiert je nach Anwendungsgebiet in der Regel zwischen10 Pa⋅s und 200 Pa⋅s.Die Bingham-Parameter ( τ 0und η B ) von Suspensionen können anhand verschiedenerModelle abgeschätzt werden, die auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten undexperimentell ermittelten Größen basieren.14