Betontechnologie I
Vorbereitung Betontechnik 1 Klausur
Vorbereitung Betontechnik 1 Klausur
Was Unterscheidet Beton von Mörtel?
Größtkorn in Mörtel beträgt 4mm und in Beton ist es größer als 4mm
Was sind Frischbeton, Grüner Beton, Junger Beton und Festbeton ?
- solange der Beton verarbeitet werden kann ist es Frischbeton, bis zum ende des Verdichtens
- Grüner Beton ist unmittelbar nach dem verdichten und vor dem erstarren
- Junger Beton, sobald der Beton nciht mehr verarbeitet werden kann
- Festbeton erhärteter Beton
Welche drei Arten von Beton werden unterschieden?
- Standardbeton
- Beton nach Zusammensetzung
- Beton nach Eigenschaften
Aus welchen Gründen resultieren Anforderungen werden an Betonbauteile gestellt ?
- aus der Statik
- aus Umwelteinflüssen
Wie wird die Druckfestigkeitsklasse definiert ?
Charakteristische mindestdruckfestigkeit fck (5% fraktilwert)
Würfel mit 150mm Kantenlänge fck,cube oder Zylinder d=150mm fck,cyl
prüffalter 28tage, Wasserlagerung
Was geben die Druckfestigkeitsklassen von Beton an ?
C30/37 , zuerst die 30 für die zylinderdruckfestigkeit und die 37 für die Würfeldruckfestigkeit
Was bestimmt die Dauerhaftigkeit von Beton ?
Die Durchlässigkeit des Gefüges, Die Durchlässigkeit hängt von der Porosität ab, diese steigt mit der Anzahl der Gel-Kappilar- Luftporen und Grobporen des Zementsteins, den Mikrorissen und den Poren der Gesteinskörnung
Hauptsächlich von den Kappilarporen
Was und wie muss es bei betonen für Wasserundurchlässige bauteile geprüft werdern ?
Die Wassereindringtiefe muss geprüft werden. Dazu wird Wasser mit 5bar 72 Stunden lang auf den Beton gedrückt, danach wird der Beton gespalten und auf den mm genau die Eindringtiefe gemessen.
Was passiert bei der Carbonatisierung ?
Kohlenstoff dioxid CO² und Wasser h²O verbinden sich mit dem Kalkhydrat zu Kalkstein und Wasser, dadruch wird der PH wer gesenkt, und der Stahl depassiviert. kritisch wir dien oph wert unter 8,2 dieser heißt auch umscvhlagpunkt
CO²+h²O+Ca(OH)² = CaCO³ + 2 h²o verbraucht Calciumhydroxid
Wie lässt sich die carbonatisierungstiefe abshcätzen und wobon hängt der fortschritt insbesondere ab ?
der Carbonatisierungsfortschritt hängt maßgeblich vonder Zeit ab, da diese als Wurzelausdruck eingeht, nimmt die carbonatisierungsgeschwindigkeit mit der zeit ab
Wann nimmt der carbonatisierungswiederstand zu und warum ?
Durch dichtes gefüge durch höhere festigkeitsklassen nimmt der wiederstand zu. insbesonder bei :
- abnehmendem w/z wert
- guter Verdichtung
- ausreichender Nachbehandlung
- zunehmendem Feuchtegehalt
welche korrosion wird nach dem durchbrechen durch Chloride ausgelöst ?
Die Lochfraskorrosiosn
welche Schädigungen kann Frostzerstörung hervorrufen ?
hydrodynamischer Effekt, hydraulischer Druck durch Volumenzunahme bei Eisbildung, durch entsteht sprengdruck auf Porenwände
Kapillarer effekt, unter 0° ensteht im Zementstein Eis und Wasser nebeineander, Wasserwandern zum Eis, dadurch wächst das eisvolumen und es entsteht Sprengdruck
Tausalzverstärkt diesen effekt, durch das entziehen von Energie durch schmelzen, der Kälteschock kühlt den Beton in der äußeren Randzone ab.
Wie verringere ich die Hydratationswärmeentwicklung?
Durch Zugabe von Puzzolanen (Silicastaub, Flugasche)
geringfügig auch durch die Zugabe von Hüttensandmehl
Wie erreiche ich mit der Gesteinskörnung ein möglichst dichtes Gefüge?
Aufbauen der Sieblinie aus drei Korngruppen (0/2;/8/16;16/32), um das Auftreten von Sperrkörnern (2/8) zu verhindern. (nach ZEV-Ing Pflicht)
Warum nimmt Beton in der Überwachung auf der Baustelle eine Besonderheit gegenüber
anderen Baustoffen ein?
- Bei Beton entwickeln sich viele der Eigenschaften erst auf der Baustelle im Bauwerk
Baustellensituation hat großen Einfluss auf die Festbetoneigenschaften (Nachbehandung!)
Beton ist ein poröser Baustoff
Welche weitere Angabe, die Umgebungsbedingungen betreffend, ist neben den Expositionsklassen nach der DIN 1045-2 gefordert und welchem Schadensmechanismus ist sie geschuldet?
Feuchtigkeitsklasse W; Bedingt durch den Schadensmechanismus Betonkorrosion infolge Alkalikieselsäurereaktion AKR ; Klassen W0 (kein Angriffsrisiko),WF (feuchtigkeit),WA (feuchtigkeit+Alkalizufuhr von außen),WM (WA+mechanischer Angriff Verschließ)
Warum ist die Nachbehandlung von Beton von zentrale Bedeutung für die Dauerhaftigkeit?
Feuchtigkeitsverlust in der Oberfläche/Betonrandzone ->erhebliche Beeinträchtigung der Betonoberfläche
(Dauerhaftigkeit) Durch schlechte Nachbehandlung können Schwindrisse entstehen, durch diese Risse können schädingende Stoffe wie z.B. Chhloride oder Säuren leichter in den Beton eindringen und ihn selbst oder die Bewehrung angreifen.
Nennen Sie 3 Möglichkeiten zur Nachbehandlung von Beton
- Wasserrückhaltende Maßnahmen; (Abdecken mit Folie/Jutesäcke; Belassen in der Schalung; Nachbehandlungsmittel)
- Wasserzuführende Maßnahmen (Überstauen oder kontinuierliches Besprühen mit Wasser)
- Wärmedämmung: Folien, Matten (Nach Erreichen der Maximaltemperatur, Auswirkungen auf Bauablauf)
Ordne die Hydratationswärmeentwicklung folgenden CEM-Sorten zu:
- CEM I 32,5 R
- CEM III 32,5 N
- CEM III 42,5 N
Welche Hydratationsstufen gibt es ?
Stufe1: Reaktion von C3A (Tricalciumaluminat) ( Minuten ,stunden)
Stufe 2: Bildung von langfaserigen CSH-Phasen (1Stunde bis 6 Stunden)
Stufe3: bildung von kurzfaserigen CSH-Phasen (1-90Tage)
Welche Eigenschaften hat die erste Hdyrataiosnstufe?
Reaktion von C3A, Wasser und dem Erstarrungsregulierer ( Calciumsulfat zumahlung bis 5%Gipsstein)
Bindung des Aluminatanteils unter Bildung von Ettringit (Trisulfat)
Kristallisiert in langen nadeln an der Oberflläche des zementkorns
Ettringitbidlung führt zu Volumenzunahme
reaktion klingt nach wenigen Minuten ab
Ruheperiode beginnt
Welche Eigenschaften hat die 2. Hydratationsstufe?
C3S und C2S bilden feine und langfaserige calciumsilikathydratnadeln
Grundgefüge erhält gewisse festigkeit, Erstarren des Zementleims geht in erhärten über
Welche Eigenschaften hat die 3. Hydratationsstufe?
Bildung von feinem kurzfaserigen CSH
Porenräume werden zunehmend mit Hydratationsprodukten ausgefüllt
kontinuierliche Festigkeitszunahme
Kalkhydrat wird in großen mengen abgespalten, ph wert erreicht 12,6, dmait hohe basizität des Porenwassers erbringt Korrosionsschutz des stahls
Umwandlung von Trisulfat in monosulfat
Was ist der Hauptbestandteil von Zement in der Regel ?
Klinker
Kalk (CaO) ca 40%
Kieselsäure (SiO2) ca 14%
Gips 4-6% zur Erstarrungsregelung
Wieivel Wasser bindet Zement ?
1 Anteil zement bindet chemisch 25% Wasser und 15% Physikalisch
Was Bedingt ein höherer Mahlgrat ?
schnellere Raektion des Zements
höherer Oberfläche
höherer Wasseranspruch
Höhere hydratationswärme Entwicklung
Welches sind die Hauptbestandteiel von CEM III?
Zementklinker K
Hüttensand H
Welche Dichte haben CEM I und CEM III?
Dichte CEM I = 3,1
Dichte CEMIII = 3,0
Was beduetet hydraulischer Stoff und welche gibt es ?
reagiert mit Wasser, erhärtet unterwasser
Was beduetet latenthydraulischer Stoff und welche gibt es ?
Wird durch erreger Hydraulisch,
Hüttensand S wird durch Zementklinker erregt und hydraulisch
Was beduetet Puzzolanischer Stoff und welche gibt es ?
besitzen eine reaktionsfähige Kieselsäure, bildet Calciumsilikathydrat
bildet CSH Phasen in verbindung mit Portlandzement oder Kalk
natürliche Puzzolane
künstliche Puzzolane
beispiele: Traß, Flugasche, Ölschiefer, Silikastaub
Was beduetet innerter Stoff und welche gibt es ?
Kalksteinmehl ist ein innerter Stoff.
reagiert gar nicht, bzw. nur oberflächlich
Welche Zementbestandteile gibt es ?
Porlandzementklinker K
Hüttensand S
Silicastaub D
Natürliche Puzzolane P
Getemperte Puzzolane Q
Kieselsäurereiche Flugaschen V
Kalkreiche Flugaschen W
Gebrannter Schiefer T
Kalkstein L,LL
Welche Oberfläche hat Zement nach dem mahlen i.d.R. ?
i.d.R. ca. 3000-5000 cm²/g
Bei Welcher temperatur wird Zement hergestellt und das thermische Gleichgewicht erreicht ?
bei ca. 1450°
gleichgewicht zwischen C3S und C2S
welche eigenschaften hat Flugasche ?
Reduzierung der blutung
Beitrag zur festigkeitsentwicklung durch CSh phasen
Senkung der Hydratationswärme entwicklung
Welche Eigenschaften aht Silicastaub ?
sehr fein
hohe dichteigkeit
sehr reaktiv
amorphe Kieselsäure, deßhalb puzzolanisch
Welche eigenschaften aht ein CEM II/A-S 42,5 R?
CEM II = Portlandhüttenzement
A = Menge des weiteren hauptbestandteils 6-20%
S= Hüttensand
42,5 Normdruckfestigkeit nach 28tagen
R - schnelle Festigkeitsentwicklung d.h. 20n/mm2 nach 2d
Welche bedingungen gibt es für die erhärtung von Zement?
ausreichende Wassermenge zur Benetzung und Hydratation
möglichst hohe Luftfeuchte, schutz vor Austrocknung
Temperatur über 5° erhärtung kommt bei -10° zum stillstand
hohe temperaturen beschleunigen die erhärtung
vollständige erhärtung ind er Praxis in der regel nciht ausser im inneren massiger Bauteile oder unterw asser
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Cartes-fiches
Welche Hydratationsstufen gibt es ?
Stufe1: Reaktion von C3A (Tricalciumaluminat) ( Minuten ,stunden)
Stufe 2: Bildung von langfaserigen CSH-Phasen (1Stunde bis 6 Stunden)
Stufe3: bildung von kurzfaserigen CSH-Phasen (1-90Tage)
Welche Eigenschaften hat die erste Hdyrataiosnstufe?
Reaktion von C3A, Wasser und dem Erstarrungsregulierer ( Calciumsulfat zumahlung bis 5%Gipsstein)
Bindung des Aluminatanteils unter Bildung von Ettringit (Trisulfat)
Kristallisiert in langen nadeln an der Oberflläche des zementkorns
Ettringitbidlung führt zu Volumenzunahme
reaktion klingt nach wenigen Minuten ab
Ruheperiode beginnt
Welche Eigenschaften hat die 2. Hydratationsstufe?
C3S und C2S bilden feine und langfaserige calciumsilikathydratnadeln
Grundgefüge erhält gewisse festigkeit, Erstarren des Zementleims geht in erhärten über
Welche Eigenschaften hat die 3. Hydratationsstufe?
Bildung von feinem kurzfaserigen CSH
Porenräume werden zunehmend mit Hydratationsprodukten ausgefüllt
kontinuierliche Festigkeitszunahme
Kalkhydrat wird in großen mengen abgespalten, ph wert erreicht 12,6, dmait hohe basizität des Porenwassers erbringt Korrosionsschutz des stahls
Umwandlung von Trisulfat in monosulfat
Was ist der Hauptbestandteil von Zement in der Regel ?
Klinker
Kalk (CaO) ca 40%
Kieselsäure (SiO2) ca 14%
Gips 4-6% zur Erstarrungsregelung
Wieivel Wasser bindet Zement ?
1 Anteil zement bindet chemisch 25% Wasser und 15% Physikalisch
Was Bedingt ein höherer Mahlgrat ?
schnellere Raektion des Zements
höherer Oberfläche
höherer Wasseranspruch
Höhere hydratationswärme Entwicklung
Welches sind die Hauptbestandteiel von CEM III?
Zementklinker K
Hüttensand H
Welche Dichte haben CEM I und CEM III?
Dichte CEM I = 3,1
Dichte CEMIII = 3,0
Was beduetet hydraulischer Stoff und welche gibt es ?
reagiert mit Wasser, erhärtet unterwasser
Was beduetet latenthydraulischer Stoff und welche gibt es ?
Wird durch erreger Hydraulisch,
Hüttensand S wird durch Zementklinker erregt und hydraulisch
Was beduetet Puzzolanischer Stoff und welche gibt es ?
besitzen eine reaktionsfähige Kieselsäure, bildet Calciumsilikathydrat
bildet CSH Phasen in verbindung mit Portlandzement oder Kalk
natürliche Puzzolane
künstliche Puzzolane
beispiele: Traß, Flugasche, Ölschiefer, Silikastaub
Was beduetet innerter Stoff und welche gibt es ?
Kalksteinmehl ist ein innerter Stoff.
reagiert gar nicht, bzw. nur oberflächlich
Welche Zementbestandteile gibt es ?
Porlandzementklinker K
Hüttensand S
Silicastaub D
Natürliche Puzzolane P
Getemperte Puzzolane Q
Kieselsäurereiche Flugaschen V
Kalkreiche Flugaschen W
Gebrannter Schiefer T
Kalkstein L,LL
Welche Oberfläche hat Zement nach dem mahlen i.d.R. ?
i.d.R. ca. 3000-5000 cm²/g
Bei Welcher temperatur wird Zement hergestellt und das thermische Gleichgewicht erreicht ?
bei ca. 1450°
gleichgewicht zwischen C3S und C2S
welche eigenschaften hat Flugasche ?
Reduzierung der blutung
Beitrag zur festigkeitsentwicklung durch CSh phasen
Senkung der Hydratationswärme entwicklung
Welche Eigenschaften aht Silicastaub ?
sehr fein
hohe dichteigkeit
sehr reaktiv
amorphe Kieselsäure, deßhalb puzzolanisch
Welche eigenschaften aht ein CEM II/A-S 42,5 R?
CEM II = Portlandhüttenzement
A = Menge des weiteren hauptbestandteils 6-20%
S= Hüttensand
42,5 Normdruckfestigkeit nach 28tagen
R - schnelle Festigkeitsentwicklung d.h. 20n/mm2 nach 2d
Welche bedingungen gibt es für die erhärtung von Zement?
ausreichende Wassermenge zur Benetzung und Hydratation
möglichst hohe Luftfeuchte, schutz vor Austrocknung
Temperatur über 5° erhärtung kommt bei -10° zum stillstand
hohe temperaturen beschleunigen die erhärtung
vollständige erhärtung ind er Praxis in der regel nciht ausser im inneren massiger Bauteile oder unterw asser
was beeinflusst der Hydratationsgrad m ?
beeinflusst wesentlich die Porenverhältnisse im Zementstein und wichtig für die Dauerhaftigkeit von betonbauwerken
Was ist der W/Z Wert und in welchem bereich sollte er liegen ?
Wasser 7zement gibt das verhältniss wasser zu zement an, unter 0,4 keien vollständige Hydratattion möglich.
Bei W/Z größer 0,4 bildung von Kapillarporen, Kappilaporen sind ursache dafür ds die festigkeit sinkt bei steigendem W/z wert
Porenwasser in kapillarbohren sit Verdampfbar
Welche beiden holhräume sind im zementgel enhalten?
Kapillarporenraum mehrere Zehnerpotenzen größer als gelporen
gelporenraum nicht beeinflussbar
Wodurch findet der stofftransport von schädigenden Stoffen durch den beton statt ?
Durch Kapillarboren, kapillares saugen, diffusion und laminare Strömung
alles nur durch luft- und kapillarporen möglich
Welcher Luftporenanteil nach vollständiger Verdichtung von festbeton ist zu erwarten ?
LP = 1,5% Luftporen
Welche verfomungen erleidet der zementstein ?
Lastunabhängig: Schrumpfen, Quellen, Schwinden, Wärmedehnung
Lastabängig: elstaische verformung, kriechen
was bedeutet Schrumpfen?
Volumenverminderung des Zementsteins
ursache: Wasserabsonderung
Was bedeutet Quellen und schwinden ?
treten im erhärtetenm Zustand auf.
langandauernde VOlumenänderung
ursache änderung des feuchtezustandes
Schwinde: Volumenabnahme durch Wasserabgabe
Quellen. Volumenzunahme durch Wasseraufnahme
Schwinden führt zu rissen und Abplatzunge.
Welche thermische Dehnung ist bei Beton relevant ?
Wärmeausdehnugnskoeffizient: alpha: 8-10*10^-6/K
Was ist Kriechen und was verursacht es ?
Ursache ist nicht Vollständig geklärt.
Wechselwirkung durch Wasser und zementstein
wird beeinflusst durch feuchte
die kriechdehnung steigt an bei: Zunahme der Spannungen, belastung im jungen Alter, zunahme der Temperatur, zunahme w/Z wert
Was ist ein LH, SR und na Zement?
LH = Niedrige hydratationswäörme entwicklung
SR= hoher Sulfatwiderstand
na= niedriger wirksamer Alkaligehalt
Was ist die AKR ?
Alkali kieselsäure reaktion
Anzeichen: Weiße ausblühung, geltropfen, netzrisse
reaktion von amorpher Kieselsäure mit gesteinskörnung ( z.b. Opal) mit Alkalien zu Alkali kieselsäure
Was gibt die Alkalirichtlinie an ?
Bereiche ind ene Akr zu beachten ist
Welche Anforderungen an Betonbauteile gibt es ?
Dauerhaftigkeit des bauwerks
bedingt Korrosionsschutz, rissbreiten begrenzung
Welche übliche Lebensdauer werden für Bauteile im hochbau angestrebt ?
50 Jahre
Welche Expositionsklassen gibt es ?
XC (carbonatisierung)
XA Chemischer angriff
XM Mechanischer verschleiß
XF Frost
XDChloride
XS Meerwasser
X0
welche korrosion sit die gefährlichste für betonstahl?
Lochfraßkorrosion
weswegen reißt beton udn welche rissbreiten sind ca. einzuhalten ?
Rissbreiten hängen von exposition usw. ab, 0,4 hochbau decke bis 0,2
0,15 und 0,1 bei WU und erhöhten anforderungen bei WU
Riss durch hydratationswärme, Zwang
Welche Rissarten gibt es ?
Oberflächenrisse
nur wenige mm bis cm, relativ unbedeutend
Trennrisse
durchziehen den gesamten Querschnitt, hebt den monolithischen vebrund auf, ggf. Wasserdurchlässig
Querrisse
quer ur Hauptbewehrung verlaufende Risse
hinsichtlich Korrosion bedeutsam,
Welche Aufgabe hat die Midnestbewehrung ?
Die mindestbewehrung soll breite Risse verhindern.
