Betonbauteile, die Witterungseinflüssen unmittelbar ausgesetzt sind, müssen einen ausreichenden Frost- und gegebenenfalls einen Frost-Tausalz-Widerstand während der gesamten Nutzungsdauer aufweisen. Die Beanspruchung reicht von geringem Frostangriff, zum Beispiel bei Fassadenelementen, bis zu starkem Frost-Tausalz-Angriff unter anderem bei Betonfahrbahnen, Brückenkappen oder Räumerlaufbahnen von Kläranlagen. Zur Erzielung eines ausreichenden Widerstandes legen Normen Anforderungen an Ausgangsstoffe und Betonzusammensetzung fest [12].[...]
12 Betontechnische Daten, Beton nach DIN EN 206; HEIDELBERGER ZEMENT; Januar 2001
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Zielsetzung
1.1 Einführung
1.2 Gliederung
2 Frost- und Frost-Taumittel-Widerstand von Beton
2.1 Allgemeine Anforderungen
2.2 Schädigungsmechanismus
2.3 Schadensbild
3 Versuchsprogramm
4 Ausgangsstoffe
4.1 Übersicht der Ausgangsstoffe
4.2 Beschreibung der Ausgangsstoffe
5 Vorversuche
5.1 Wasseranspruch
5.1.1 Liapor F3,5
5.1.2 Liapor F6,5
5.1.3 Blähschiefer
5.1.4 Leichtsand / Lias
5.1.5 Kesselsand
5.2 LP-Gehalt
6 Mischungsentwurf
6.1 Allgemeine Anforderungen
6.2 Herstellung der Mischungen
6.2.1 Mischung 1
6.2.2 Mischung 2
6.2.3 Mischung 3
6.2.4 Mischung 4
6.2.5 Mischung 5
6.3 Zusammenfassung
7 Druckversuche
7.1 Trag- und Bruchverhalten von Leichtbeton
7.2 Auswertung der Druckversuche
8 Frost-Tausalz-Versuche
8.1 CDF-Test
8.1.1 Versuchsbeschreibung
8.1.2 Ultraschallprüfung
8.1.3 Wasseraufnahme
8.1.4 Mischung 1
8.1.5 Mischung 2
8.1.6 Mischung 3
8.1.7 Mischung 4
8.1.8 Mischung 5
8.1.9 Zusammenfassung CDF-Test
8.2 Boras-Test (Plattenverfahren)
8.2.1 Versuchsbeschreibung
8.2.2 Mischung 1
8.2.3 Mischung 2
8.2.4 Mischung 3
8.2.5 Mischung 4
8.2.6 Mischung 5
8.2.7 Zusammenfassung Boras-Test
9 CDF-Test und Plattenverfahren im Vergleich
10 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit untersucht die Frost-Tausalz-Beständigkeit von Leichtbeton mit verschiedenen Leichtzuschlägen ohne zusätzliche Luftporenbildner. Das primäre Ziel ist es, die Eignung der verwendeten Betone unter Frost-Tau-Beanspruchung zu prüfen und zwei europäische Norm-Prüfverfahren (CDF-Test und schwedisches Plattenverfahren) methodisch miteinander zu vergleichen.
- Analyse des Frost- und Frost-Taumittel-Widerstandes von Leichtbeton
- Einfluss verschiedener Gesteinskörnungen wie Liapor und Blähschiefer
- Vergleichende Untersuchung des CDF-Tests und des Boras-Tests
- Bewertung des Einflusses von Luftporenbildnern bei Natursand-Beton
- Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Gefügeschädigung und Abwitterung
Auszug aus dem Buch
Schädigungsmechanismus
Im Gefüge des Betons befindet sich Wasser, welches auf Poren unterschiedlicher Größe verteilt ist. Der Wassersättigungsgrad des Gefüges zeichnet sich dadurch aus, dass die Poren bis zu einem bestimmten größten Durchmesser mit Wasser gefüllt sind. Je größer der Wassergehalt, umso größer sind auch die Poren, in denen sich noch Wasser befindet.
Senkt sich die Temperatur unter den Gefrierpunkt ab, findet zunächst keine Eisbildung statt. Grund ist die Gefrierpunktserniedrigung durch die Ca(OH)2 enthaltende Porenlösung, die bei ca. –5°C liegt. Beginnt bei weiterer Temperaturabsenkung die Eisbildung, findet diese nicht auf einmal statt und hängt von der Größe der Pore ab. Je kleiner die Poren sind, umso tiefer muss die Temperatur gesenkt werden, damit dort Wasser in Eis umgewandelt wird. Der Dampfdruck über Eis ist geringer als der über Wasser gleicher Temperatur. Dadurch entsteht ein Dampfdruckgefälle, weil im Gefüge gleichzeitig Wasser und Eis nebeneinander vorliegen. Das hat zur Folge, dass noch flüssiges Wasser zum Eis hin diffundiert und dort in Eis übergeht. Wasser aus kleinen Poren wandert ab, und eine Eisansammlung in den größeren Poren findet statt.
Die Intensität dieses Vorgangs ist stark von der Art der Porenverteilung abhängig, d.h. in wie weit kleine Poren entwässert werden und sich dementsprechend beim Erreichen der jeweiligen Gefriertemperatur die Volumenzunahme beim Übergang von Wasser in Eis in den Poren in Sprengdruck umsetzt.
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung und Zielsetzung: Einführung in die Problematik des Frost-Tausalz-Widerstands und Vorstellung der gewählten Prüfverfahren.
Frost- und Frost-Taumittel-Widerstand von Beton: Theoretische Grundlagen zum Schädigungsmechanismus durch Gefrierprozesse im Betongefüge.
Versuchsprogramm: Darstellung der verwendeten Materialkombinationen und des Aufbaus der Versuchsreihen.
Ausgangsstoffe: Detaillierte Beschreibung der verwendeten Zemente, Leichtzuschläge und Zusatzmittel.
Vorversuche: Bestimmung der Wasseraufnahmeeigenschaften der Zuschläge sowie Ermittlung der benötigten Zusatzmittel für die Prüfmischungen.
Mischungsentwurf: Erläuterung der Herstellungsverfahren und Frischbetoneigenschaften der fünf unterschiedlichen Leichtbetonmischungen.
Druckversuche: Analyse des Trag- und Bruchverhaltens von Leichtbeton im Vergleich zu Normalbeton.
Frost-Tausalz-Versuche: Durchführung und deskriptive Auswertung des CDF-Tests und des Boras-Tests.
CDF-Test und Plattenverfahren im Vergleich: Kritische Gegenüberstellung der Ergebnisse beider Prüfmethoden.
Zusammenfassung und Ausblick: Resümee der Ergebnisse und Empfehlungen für weiterführende Versuchsreihen.
Schlüsselwörter
Leichtbeton, Frost-Tausalz-Widerstand, CDF-Test, Boras-Test, Leichtzuschläge, Liapor, Blähschiefer, Wasseraufnahme, Porengröße, Gefügeschädigung, Abwitterung, Luftporenbildner, Frost-Tau-Wechsel, Druckfestigkeit, Betonprüfung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Frost-Tausalz-Beständigkeit von Leichtbetonen unter Verwendung verschiedener Leichtzuschläge im Vergleich zu standardisierten Testverfahren.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf der Untersuchung von Schädigungsmechanismen bei Frostbeanspruchung, der Optimierung der Mischungszusammensetzung und der methodischen Validierung von Prüfverfahren.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist festzustellen, ob Leichtbetone ohne den Zusatz von Luftporenbildnern frost-tausalzbeständig sind und wie sich unterschiedliche Gesteinskörnungen dabei verhalten.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Zur Anwendung kommen experimentelle Laborversuche, darunter der CDF-Test und das schwedische Plattenverfahren, ergänzt durch Druckfestigkeitsprüfungen und Ultraschallanalysen zur Ermittlung des dynamischen E-Moduls.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die detaillierte Materialbeschreibung, die Vorversuche zur Wasseraufnahme, den konkreten Mischungsentwurf sowie die Durchführung und Auswertung der Frost-Tausalz-Versuche.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Leichtbeton, Frost-Tausalz-Widerstand, CDF-Test, Boras-Test, Leichtzuschläge und Gefügeschädigung.
Welchen Einfluss hat die Kornform der Zuschläge auf das Ergebnis?
Die Arbeit zeigt, dass runde Kornformen wie bei Liapor tendenziell zu einer höheren Festigkeit und besseren Verarbeitbarkeit führen als gedrungene oder kantige Kornformen.
Warum ist eine Abdichtung der Probekörper im CDF-Test problematisch?
Das Ablösen der Seitenflächenabdichtung führt zu einer Verfälschung der Ergebnisse, da Prüfflüssigkeit in Bereiche eindringt, die von Frost-Tausalz-Beanspruchung eigentlich geschützt sein sollten.
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- Guido Heck (Author), 2002, Frost-Tausalz-Prüfungen an Leichtbeton mit Leichtzuschlägen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/10102
