Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton
2 Stand der TechnikAnnullierung des einwirkenden Drucks tritt jedoch im Gegenteil zum Gesamtdrucknegativer Porenwasserdruck auf. Der Druckabfall erfolgt umso schneller, je geringer derWasser/Zement-Wert ist.Auf Grundlage dieser Untersuchungen leitete Adriamanantsilavo (2003) ein noch in derEntwicklung befindliches Verfahren ab. Hierbei wird versucht, durch die Bestimmungdes Porenwasserdrucks im Frischbeton auf den zeitlichen Verlauf des Frischbetondruckszu schließen. Der Porenwasserdruck wird in Abhängigkeit der Strömung des Wassers imFrischbeton (infolge der Permeabilität des Frischbetons) sowie des Wasserverbrauchsinfolge Hydratation ermittelt.Zur Beschreibung des Strömungsverhaltens, welches durch eine WasserhöhendifferenzΔ h w (Porenwasserüberdruck-Wassersäule) hervorgerufen wird, verwendeteAdriamanantsilavo (2003) das Gesetz von Darcy. Danach beträgt die in einem Mediumdurchströmte Wassermenge Q:ΔhwQ = K w ⋅ ⋅ A [m³/s]l(2.69)Dabei ist K w der Durchlässigkeitsbeiwert, l die durchströmte Länge und A diedurchströmte Fläche.σ hABCA ProbeneinbauB Abbau desPorenwasserdrucks und desGesamtdrucksC negativer Porenwasserdruckσh,tot= σwσ h,tot< 0= 0σ = σ = 0σh ,tot wwσ h= 0ZeitBild 2.37: Gemessene Entwicklung des Porenwasserdrucks σ w und des Gesamtdrucksσ h,tot nach Adriamanantsilavo (2003)Auf Grundlage verschiedener weiterer Annahmen entwickelte Adriamanantsilavo (2003)eine Differentialgleichung zur Beschreibung der Einwicklung des Porenwasserdrucks.Weiterführende Untersuchungen ergaben, dass der Wasserverlust infolge derPermeabilität des Frischbetons keinen signifikanten Einfluss auf den Frischmörtel- bzw.Frischbetondruck hat. Demgegenüber wurde ein deutlicher Einfluss des Wasserverlusts78
2 Stand der Technikinfolge der chemisch/physikalischen Vorgänge im jungen Alter und insbesondere derHydratation des Zementes festgestellt. Zur Beschreibung des Wasserverbrauchs S wwendet Adriamanantsilavo (2003) folgende Gleichung (2.70) an, wobei n und m gewählteParameter, t die Zeitdauer und t 0 den Zeitpunkt der schnellsten Wasserabnahmedarstellen.Sw= n ⋅ e− m ⋅ ( t − t 0 )2(2.70)Das beschriebene Verfahren ist derzeit nicht zur Berechnung des Frischbetondruckseinsetzbar, insbesondere deshalb, weil keine allgemeinen Angaben zu den Parameternnach Gleichung (2.70) vorliegen. Des Weiteren ist die Gültigkeit des Ansatzes zurBerechnung des Porenwasserdrucks im Hinblick auf die Verhältnisse von Frischbeton ineiner Schalung anzuzweifeln. Insbesondere der von Adriamanantsilavo (2003)aufgestellten Hypothese eines gleichartigen Verlaufs von Porenwasserdruck bzw.Frischbetondruck σ w und Wassergehalt, die von entscheidender Bedeutung ist, musswidersprochen werden.zz = h hydrostatischer Betondruck =Porenwasserdruck bei t = 0Wasserdruckz = 0Strömungsrichtung desWassersσ = γ ⋅ hσ = γ ⋅ hwwDruckdifferenz Δ σ = ( γ − γ ) ⋅ hhKonsolidierung desPorenwasserdrucks infolgeStrömung (Absetzen,Bluten)ch,totwcBild 2.38:Vereinfachte Darstellung der Schalung und des Porenwasserdrucks zumZeitpunkt t = 0 (sofortiges Einfüllen) und Konsolidierung desPorenwasserüberdrucks durch Wasserströmung79
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2 Stand der TechnikAnnullierung des einwirkenden Drucks tritt jedoch im Gegenteil zum Gesamtdrucknegativer Porenwasserdruck auf. Der Druckabfall erfolgt umso schneller, je geringer derWasser/Zement-Wert ist.Auf Grundlage dieser Untersuchungen leitete Adriamanantsilavo (2003) ein noch in derEntwicklung befindliches Verfahren ab. Hier<strong>bei</strong> wird versucht, durch die Bestimmungdes Porenwasserdrucks im Frischbeton auf den zeitlichen Verlauf des <strong>Frischbetondruck</strong>szu schließen. Der Porenwasserdruck wird in Abhängigkeit der Strömung des Wassers imFrischbeton (infolge der Permeabilität des Frischbetons) sowie des Wasserverbrauchsinfolge Hydratation ermittelt.Zur Beschreibung des Strömungsverhaltens, welches durch eine WasserhöhendifferenzΔ h w (Porenwasserüberdruck-Wassersäule) hervorgerufen wird, verwendeteAdriamanantsilavo (2003) das Gesetz <strong>von</strong> Darcy. Danach beträgt die in einem Mediumdurchströmte Wassermenge Q:ΔhwQ = K w ⋅ ⋅ A [m³/s]l(2.69)Da<strong>bei</strong> ist K w der Durchlässigkeits<strong>bei</strong>wert, l die durchströmte Länge und A diedurchströmte Fläche.σ hABCA ProbeneinbauB Abbau desPorenwasserdrucks und desGesamtdrucksC negativer Porenwasserdruckσh,tot= σwσ h,tot< 0= 0σ = σ = 0σh ,tot wwσ h= 0ZeitBild 2.37: Gemessene Entwicklung des Porenwasserdrucks σ w und des Gesamtdrucksσ h,tot nach Adriamanantsilavo (2003)Auf Grundlage verschiedener weiterer Annahmen entwickelte Adriamanantsilavo (2003)eine Differentialgleichung zur Beschreibung der Einwicklung des Porenwasserdrucks.Weiterführende Untersuchungen ergaben, dass der Wasserverlust infolge derPermeabilität des Frischbetons keinen signifikanten Einfluss auf den Frischmörtel- bzw.<strong>Frischbetondruck</strong> hat. Demgegenüber wurde ein deutlicher Einfluss des Wasserverlusts78