Beton

Sie beeinflusst das Ansteifen und das Erstarren (also den Hydratationsprozess) des Betons. Somit wird auch die Verarbeitbarkeit des Frischbetons beeinflusst

Die Temperatur der Gesteinskörnung beeinflusst die Frischbetontemperatur am stärksten.

Gesteinskörnung am Schatten lagern  /  Grobkies mit Wasser besprühen  /  Zugabewasser mit Scherbeneis  /  Transportfahrzeuge am Schatten parkieren

Erwärmen des Zugabewassers  /  Erwärmen der Gesteinskörnung

Höhere Betontemperatur bewirkt schnellere Hydratation. Zementkristalle bilden sich rascher, werden aber kleiner. Die Verfilzung der Kristalle ist weniger intensiv. Gleichzeitig ergibt sich eine höhere Porosität. Beides, schlechte Verfilzung und höhere Porosität setzen die Endfestigkeit herab.

• Betonieren am Morgen,   Abbindeverzögerer verwenden,   Konsistenzvorhaltemass für den Transport (d.h. im Werk etwas zu flüssige Konsistenz  à  Beton wird während Transport steifer),   schnellstmögliche Verarbeitung (rasches Einbringen und Verdichten)
• Sofort mit richtiger Nachbehandlung beginnen,   Aufsprühen von Nachbehandlungsmittel,   Abdeckung gegen Feuchtigkeitsverlust,   feucht halten durch

Verlangsamung des Hydratationsprozesses à  Verzögerung des Erstarrens und der Festigkeitsentwicklung   /   Gefahr des Gefrierens des ungebundenen Wassers   à  erhebliche Schädigung des Betongefüges!

Eisdruck ->  Eis dehnt sich aus und schmilzt wieder  ->   erhebliche Schädigung des Betongefüges! ->   Beton ist nicht mehr tragfähig!

• Erwärmen des Zugabewassers und der Gesteinskörnung,    Zementgehalt anheben,    Verwenden eines Zements mit hoher Festigkeitsklasse, 
• Zement mit Erhärtungsbeschleuniger verwenden,    Reduktion des w/z-Wertes unter Einsatz von Fliessmittel,
• Schalung von Schnee und Eis reinigen,  sofortiges Einbringen des Betons in die Schalung,   Abdecken mit wärmedämmenden „Thermomatten“,
• Schutz vor Feuchtigkeitsverlust,  Verlängern der Ausschalfristen,    (allenfalls Einhausung des Bauteils mit allfälliger Heizung)

Eigenschaft des Zements bzw. des Zementsteins (= harter Zement)   /   Zement-Zusatzstoffe  (Silikastaub, gebrannter Schiefer)   /   Qualität und Eigenschaften der Gesteinskörnung  à  harte Gesteine, gewaschen (d.h. frei von Schmutz), gebrochene Körner   /   Verarbeitung  (Mischen, Transport, Einbringen, Verdichten)   /   Nachbehandlung  (wichtig!)    

Es handelt sich dabei um Verformungen, die nicht durch äussere Lasteinflüsse verursacht werden. Ursache für die Verformungen (länger oder kürzer werden) sind Änderungen des Feuchtigkeitshaushalts im Beton (Wasser abgeben oder aufnehmen) und Temperaturänderungen.

Quellen bezeichnet eine Volumenzunahme durch Aufnahme von Feuchte bzw. Wasser. Im Beton sind die Verformungen durch Quellen gering und daher kaum von Bedeutung.

• Schwinden bezeichnet eine Volumenverringerung durch Wasserverlust (Feuchtigkeitsabgabe).
• Das Schwinden findet hauptsächlich im Zementstein statt (insbesondere bei der Hydratation).
• Die Gesteinskörnung erfährt keinen Schwindprozess. (Gesteinskörner enthalten kein Wasser, das sie abgeben könnten.)

Verdunstung von Wasser aus dem frisch eingebrachten Beton.

Dieser Wasserverlust durch Verdunstung wird begünstigt durch hohe Luft- und Betontemperaturen, trockene Luft und Wind.

Bei der chemischen Reaktion der Hydratation werden Wassermoleküle in die Hydratationsprodukte (Kristalle) eingebunden (chemisch verbunden). Dadurch nehmen die Wassermoleküle weniger Platz ein. Dies führt zu einer Volumenverringerung im Beton. Der Beton schrumpft.

• Temperaturänderungen von aussen:  Tag – Nacht ;  Sommer – Winter
• Temperaturänderungen von innen im jungen Beton durch Hydratationswärme.   

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• Schutz vor Korrosion (Verhindern des Eindringens von schädlichen Gasen und Flüssigkeiten)   (à  Seite 119)
• Brandschutz  (Beton schützt die Bewehrung vor Feuer)
• Übertragen der Verbundkräfte (Spannungen zwischen Beton und Stahl)

Zusammensetzung des Betons,  Verdichten des Betons,  Nachbehandlung,  Gehalt und Anordnung der Bewehrung,  Schalung,  Oberflächenbearbeitung

Alkalische Bestandteile des Zementsteins ( Kalziumhydroxid Ca(OH)₂ ) reagieren mit Wasser und dem CO₂ der Luft zu Kalziumkarbonat CaCO₃

Dadurch passiert folgendes: 

• der pH-Wert sinkt (der Beton wird weniger basisch,  pH von 12.5  zu pH von ca. 9)
• durch den kleineren pH-Wert verliert der Stahl den Korrosionsschutz
• der Beton wird im Bereich der Karbonatisierung dichter  (härter)  à   Ca(OH)₂ ) · 2H₂O + CO₂  à  CaCO₃

Gesteinskörnung - Zement - Zusatzstoffe - Zugabewasser und Zusatzmittel

Zement ist ein hydraulisches Bindemittel, das nach dem Mischen mit Wasser auch unter Wasser erhärtet

Zementstein ist wasserbeständig und weist eine hohe Druckfestigkeit auf.

1824 wurde der Zement in England patentiert

Farbe und Eigenschaften ähneln dem Kalkgestein in der Nähe der Ortschaft Portland

1. Gewinnung der Rohmaterialien (Kalkstein und Mergel oder Ton)
2. Mischen und Mahlen des Rohgesteins zu Rohmehl („Homogenisierung“)
3. Brennen des Rohmehls bei 1'450 °C zu Klinker
4. Mahlen des Klinkers (unter 5% Gipszugabe und allenfalls Zusatzstoffen) zu Zementpulver

Gewährleistung einer immer gleichbleibenden Zementqualität nach Norm

Die Zahlen bezeichnen die Mindestdruckfestigkeit in N/mm2 nach 28 Tagen

32,5; 42,5; 52,5.

N: Zement mit normaler Anfangsfestigkeit;    R: „Rapid“ =Zemente mit hoher Anfangsfestigkeit

Chemische Reaktion des Zementes mit dem Wasser, welche zum Abbinden und Erhärten führt. Dabei entsteht Wärme, die sog. Hydratationswärme

Wassermenge, die dem Gemisch aus Zement, Zusatzstoffen und Gesteinskörnung beim Mische zugegeben wird

Auslösen der Hydratation (chemische Reaktion), Ermöglichen der Verarbeitbarkeit des Frischbetons

Gemisch aus feiner und grober Gesteinskörnung unterschiedlicher Korngrösse.

Die Gesteinskörnung bildet das Gerüst des Betons. Sie garantiert eine hohe Druckfestigkeit und Dauerhaftigkeit.

Sand, Brechsand - Korndurchmesser 0 bis 4 mm

Kies, Splitt, Schotter - Korndurchmesser 4 bis 32 mm

Zuschlag - Korndurchmesser 0 bis 45 mm

Hohlraumarmes Gerüst mit optimaler Verarbeitungsqualität