Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
2 Stand der Technik2.3.9 Ansteifen und Erstarren von Frischbeton2.3.9.1 AllgemeinesDer Beton durchläuft nach Wierig&Gollasch (1982) von der Herstellung bis zumErreichen seiner endgültigen Gebrauchseigenschaften verschiedene Phasen. Zunächsterfolgt durch das Mischen die Herstellung des Frischbetons. In Abhängigkeit desMischungsverhältnisses und der Eigenschaften der Ausgangsstoffe weist der Frischbetoneine bestimmte Konsistenz bzw. rheologische Eigenschaft auf, welche insbesondere beifließfähigen Betonen gut durch die Viskosität und die Fließgrenze charakterisiert werdenkann. Die Konsistenz bestimmt im Wesentlichen die Verarbeitbarkeit des Frischbetons.Die unmittelbar nach dem Mischen einsetzende Hydratation bzw. die Reaktion zwischenZement und Wasser führt nach Grübl et al. (2001) kontinuierlich über Ansteifen undErstarren zum Erhärten des Betons, wobei die Übergänge fließend sind. Wierig&Gollasch(1982) definieren das Ansteifen als Konsistenzveränderung bei weichen Betonen.Dagegen weisen trockene bzw. steife Betone der Konsistenzklasse F1 sofort nach demMischen eine Druckfestigkeit (Gründruckfestigkeit) auf, welche nach Grübl et al. (2001)insbesondere durch den Einbauprozess (Verdichtungsintensität) beeinflusst wird.An das Ansteifen schließt sich die Phase des Erstarrens an. Hier ist der Beton nicht mehrverarbeitbar, weist nach Wierig&Gollasch (1982) jedoch auch noch keine messbareDruckfestigkeit auf. Diese Definition steht im Widerspruch zu verschiedenen Verfahrenzur Bestimmung der Erstarrungszeiten, bei denen bereits in der Erstarrungszeit einegewisse Festigkeit vorliegt.Die Erhärtungsphase beginnt nach dem Erreichen des Erstarrungsendes. Nachklassischer Betontechnologie erfolgt zum Zeitpunkt des Erstarrungsendes der Übergangvon Frischbeton zum Festbeton [Wierig&Gollasch (1982)]. Als junger Beton wird nachGrübl et al. (2001) der Beton in der Phase zwischen Erstarrungsbeginn und Erhärtungbezeichnet. Demgegenüber liegt nach Wierig&Gollasch (1982) junger Beton zwischendem Erstarrungsende und dem Zeitpunkt des Maximums der Erhärtungsgeschwindigkeitvor.Es ist festzustellen, dass bisher keine allgemeingültigen Definitionen undAbgrenzungskriterien zur Beschreibung der Phasen des Ansteifens, Erstarrens undErhärtens existieren.38
2 Stand der TechnikVerformungswiderstandEB – ErstarrungsbeginnEE – ErstarrungsendeErhärtenErstarrenVerformungswiderstandFestigkeitEnde der VerarbeitbarkeitBeginn der messbaren FestigkeitMaximum derErhärtungsgeschwindigkeitFestbetonjungerBetonAnsteifenErstarrenAnsteifenEB EEZeit nach WasserzugabeEBEEZeit nach WasserzugabeBild 2.22:links: Schematische Darstellung von Ansteifen, Erstarren und Erhärten vonZementleim nach Grübl et al. (2001)rechts: Terminologie der Reaktionsphasen des Betons nach Wierig&Gollasch(1982)2.3.9.2 HydratationsvorgängeDie Hydratation von Portlandzement ist ein sehr komplexer Vorgang und ist nach Stark(1998) von den Charakteristika der chemischen Phasen (Stoffeigenschaften) sowie vonden Umgebungsbedingungen abhängig. Der zeitliche Verlauf der Hydratation vonPortlandzement lässt sich in fünf Stadien einteilen, die in Tabelle 2.6 zusammenfassenddargestellt sind. Das Ansteifen findet in der Induktionsphase und der dormaten Periodestatt, dass Erstarren beginnt noch im so genannten Ruhestadium und endet am Begin desBeschleunigungsstadiums. Die chemischen Reaktionen in diesen Phasen, die hinsichtlich desFrischbetondrucks von großem Interessesse sind, werden insbesondere durch den Gehalt anreaktionsfähigem Tricalciumaluminat sowie durch Art und Menge des zugesetztenCalciumsulfats (Gips, Halbhydrat bzw. Anhydrit) beeinflusst.Die Tendenzen in der anteilmäßigen Phasenentwicklung bei der Hydratation vonPortlandzement nach Stark et al. (2003) zeigt Bild 2.23. Es ist ersichtlich, dass in derInduktionsphase und dormanten Periode als Reaktionsprodukte hauptsächlich Ettringit,Syngenit und sekundärer Gips gebildet werden.39
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