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 beiden baustoffklassen gibt es ?
KLasse A nichtbrennbare stoffe
A1, A2
Klasse B brennbare Stofffe
B1,B2,B3
Beton A1
Was gibt die einheitstemperaturzeitkurve an ?
Dei Einheitstemperaturzeitkurve gibt die Temperaturen in abhängigkeit von der zeit zur bestimmung der Feuerwiederstandes zu betrachten,
F30 muss der Kurve 30min wiederstand lassen F60 60 und so weiter bos F180
Welche phasen kennt das Brandverhalten von beton ?
Austrocknung bis 200°
ab 200° rissbildung
ab 400° entfestigung des Zementleims
573° quarzsprungm kristallumwandlung und Volumenzunahme
600-900° Kalksteinsäuerung
ab 700° zerfall von CSH-Phasen
ab 1200° schmelzen der Gesteinskörnung
bei welcher temperatur verliert betonstahl seine festigkeit ?
über 400°
als kritische temperatur gelten 500°
Welches Wasser ist für die Herstellung von Beton zulässig ?
Trinkwasser,
restwasser nach beprobung
darf nach dem mischen wasser durch den fharer hinzugegeben werden ?
Nein, außer es ist Planmäßig so vorgesehen.
Welche wasserquellen werden bei der Mischung berücksichtigt ?
zugabewasser und Eigenfeuchter der gesteinskörnung
Zugabewasser aus:
grundwasser
trinkwasser
Restwasser
Welceh toleranz in % gilt bei der Mischung einer ebtonmsichung für die bestandteile ?
+-3%
Was wird durch das zugabewasser beeinflusst ?
Die Erstarrungszeit von beton
Festigkeitsentwicklung
Bewehrungsschutz
Was ist Restwasser ?
Restwasser entsteht bei der Säuberung der Mischer und wird wiederaufbereitet
Was ist bei der verwendung von Restwasser zu beachten ?
Verwednung nur zulässig bis C50/60 nichtz für Lp-Beton und hochfesten beton
Schwebstoff anteil muss berücksichtigt werden und damit die Dichte
Welche gesteinskörnungen gibt es ?
Natürliche Gesteinskörnung wie: Sand, kiesn granit Kalkstein
Industrielle gesteinskörnung: rezyklat
Welche Dichte hat Gesteinskörnung für Gewöhnlich ?
Dichte von 2-3
außer bei schwerer gesteinskörnung für Strahlenschutz da mindestens 3 z.b. Magnetit und Baryt
Was sind Feinanteile und wie groß sind sie maximal, und wie werden sie bestimmt? ?
Maximal 0,063mm
Tonige Stoffe
sind in großen mengen schädlich
bestimmung durch Absetzversuch
Was ist ein Mehlkorn?
Ein Bestandteil mit einem durchmesser unter 0,125mm
Mehlkornanteil: Summe aller Teile 0-0,125mm
Was wird mit dem Trockensiebversuch ermittelt?
- Die Krongrößenverteilung
- ob eine Ausfallkörnung vorliegt
- Die Sieblinie
Was gibt die Körnungsziffer k an ?
- anahnd k lässt dich der Wasseranspruch abschätzen
- kleines k ( so 2-4) kleine körnung mit viel Oberfläche
- größeres k so 6 größere körnung mit weniger Oberfläche
Was sind Überkorn udn unterkorn ?
überkorn sind die bestandteile der Gesteinskörnung welche größer sind als die Obere grenze und Unterkorn kleiner als die kleinere grenze
bei 2-8 alles unter 2 unterkorn über 8 überkorn
Welche grenzwerte für die körnung gibt es ?
- Grenzwert abschlemmbare Anteile
- Grenzwert mehlkorngehalt abbhänging von zementgehalt
- grenzwert überkorn udn unterkorn
- zusätzlcih bei Weitgestufter Körnung Grenzwert Mittelsieb durchgang
was gibt die Plattigkeit an, wie wird sie gemssen und welchen einfluss hat sie ?
- Beeinflusst verarbeitbarkeit und Wasser anspruch, je platter desto größer die Oberfläche bezogen auf das Volumen
- Optimal Würfelform geringe oberfläche bei viel volumen je Platter desto schlechter
- wird gemssen mit Stabsieb
- die Plattigkeit gibt das verhältniss der Oberfläche zum volumen an
Wofür kommt der Kornformscheiber zum einsatz ?
Um die Größen verhältnisse von groben gesteinskörner 4-63mm zu bestimmen.
verhältniss Länge zu Dicke max. 3:1
wann werden gebrochene oberfläcehn bevorzugt ?
Straßenbaubeton siehe Tl gestein Stb
Welche Sieblienien gibt es und welche ist optimal ?
- es gibt A,B,C
- zwischen B und A Optimal für beton, dichtestes Gefüge
welceh drei dichte arten werden bei gesteinskörnung unterschieden ?
- schüttdichte Dichte einschließlich poren und Haufwerksporen
- Rohdichte Dichte einschließlich Eigenporen
- Dichte des gesteins
Was wird üfr die AKR benötigt ?
Wasser Alkalien kieselsäure
fehlt einer der Stoffe stoppt die AKR
Woher kommen die Alkalien im beton ?
Im frischbeton: aus zement zusätzen Wasser und gesteinskörnen
im Festbeton: aus streusalz oder Meerwasser
in welchen Schritten läuft die AKR ab ?
- Ausgangszuschlagkorn mit alkali empfindlicher Kieselsäure
- Oberflächenreaktion mit Alkali und calcium ionen des Zements bildung einer Semipermeablen membran
- Dissusin von Alkali ionen und wasser in das korninnere und reaktion mit Kieselsäure zu Alkalikieselgel
- erhöhung des Innendrucks durch fortschreitende reaktion
- Rissbildung bei Überschreitung der zugspannung des Zuschlagkorns
- Auflösung des zuschlagkorns von innen Heraus
Welche vorsichtmaßnahmen zur vermeidung von Akr werden getroffen ?
- begrenzung des gesmt Alkali gehalts der betonmischung
- Verwendung eines na zementes
- einsatz nicht reaktiver gesteinskörnung
- Begrenzung des wassersättigungsgrades des Betons
Welche Klassifizierung für Gesteinskörnung in Bezug auf alkali gibt es ?
- EI unbedenklich
- EII bedingt brauchbar
- EIII bedenklich
Welche Gesteine gelten als Alkalireaktiv?
- Opal
- Flint
- Gebrochene Kiese des Oberrheins
- gebrochene Grauwacke
- gebrochener Quarzporphyr
Wovon hängen die vorbeugenden maßnahmen egen AKR ab ?
- Aklakiempfindlichkeitsklasse EI-EIII
- Feuchtigkeitsklasse
mit Welchen prüfverfahren kann die gesteinskörnung auf ihre AKR Empfindlichkeit geprüft werden ?
- Nebelkammer verfahren
- Schnelltest mit Mörtelprismen
Was sind Betonzusatzstoffe?
sind i fein verteilte Stoffe der im beton verwendet wird um bestimmte Eigenschaften zu erreichen
welche arten von betonzusatzstoffen wird unterschieden?
Typ I nahezu inaktive Stoffe
Typ II puzzolanische oder altent hydraulische Stoffe
Wie wirken Puzzolanische Betonzusatstoffe?
Reagieren mit dem bei der Zementhydratation entstehenden Calciumhydroxid und bilden damei zementsteinähnliche Erhärtungsprodukte ( puzzolanischer effekt) Beitrag zur Festigkeitsentwicklung
Wozu eignen sich Puzzolane als betonzusatzstoff ?
haben sog. Füllereffekt durch Korngröße,
Puzzolane reagieren i.d.R. langsam daher längere nachbehandlung
in den ersten tagen kein nennswerter Ebitrag zur festigkeitsentwicklung, Einsatz bei massigen Bauteilen
Beispiel: Flugasche, Silikastaub, Trass
Wie wird Steinkohlenflugasche und Silikastaub bei der AAnrechnung auf den W/Z wert berücksichtigt?
über einen k wert, mit diesm wird ein äquivalenter W/Z wert ermittelt
Warum sit der Mehlkorngehalt im beton begrenzt, und wie wird der emhlkornanteil definiert?
Aus gründen der Dauerhaftigkeit.
alle teilevon 0-0,125mm durchmesser
Was ist PCC und wofür wird er genutzt ?
Polymer Cement Concrete, verfügt über durch beigegeben Kunststoffe ausgebildetes entz aus Kunststoff und verstärkt die struktur,
eingesetzt bei reperatur Mörtel
Was für Faser Arten werden als betonzusatzstoff verwendet?
- Stahlfasern
- Glasfasern
- Kunststofffasern
- Zellulosefasern
