Gesteinskörnung für Beton

1) mit zuviel groben Gesteinskörnern

der Zementleim kann die Hohlräume nicht füllen.

2) mit zuviel feinen Gesteinskörnern

Braucht viel Zementleim und Anmachwasser (teuer da viel Zement)

3) Genügend Zementleim um alle Hohlräume zu füllen

Natürlich = Kugelig,nicht Kugelig (Plattig) / Kantikeit: rund / braucht weniger Wasser,Verarbeitbarkeit besser

gebrochen= Kubisch,nicht Kubisch (Plattig) / Kantig: rau / braucht mehr Wasser,Verarbeitbarkeit abnehmend.

1)höhere Festigkeit ; bessere Beständigkeit (Frost,chemischen Angriff,Abrasion)

keine Volumenänderung durch Austrocknen(reduziertes Schwindmass)

Aufnahme von Hydrationswärme damit nicht so Rissanfällig

günstiger Preis

2)Abbindeverhalte ,Frostwiederstandes

5.6; 11.2; 22.4; 45

Das Gewicht der Gesteinskörnung.

2,6 - 2,7 Kg/dm3

EN 1097-6

Masse pro Volumeneinheit von lose geschüttetem Material.

Abhänhänig von; stark von Feuchtigskeitgrad 

Verdichtungsenergie abhänig (besonders beim Sand)

Kies - Sand immer trocknen

EN 1097-3

-Der Kornaufbau muss möglichst wenige zwischenräume aufweisen,die noch vom Zementleim auzufüllen sind.

-Die spezifische Oberfläche aller Körner eines Gemisches muss möglichst klein sein um die Anmachwassermenge im Zemenzleim klein zu halten.

-Das gewählte Korngemisch soll eine optimale Verarbeitbarkeit und das erreichen der Ziehlwerte gewährleisten.

möglichst Grobkörniges Gemisch

Kornform; Mehlkorngehalt; Kornaufbau

Mengenverhätnis der einzelnen Korngruppen

Aussiebungen des Gemisches

Siebkurve

Sand 0/4mm / Die Sandkornoberfläche machen ca. 95% der gesamten Gesteinsoberfläche aus.

Sand ist wegen seines hohen Oberflächenanteils an der Gesteinskörnung die Schlüsselkomponente für die Qualität eines Korngemisches.

Die entscheidende Rolle spielen dabei der Mehlkornanteil ( Zement,Zusatzstoffe und Anteil der Gesteinskörnung <0,125mm) und der Feinanteil (<0,063)

Je feiner oder mehr Sand in einem Korngemisch befindet, desto grösser die spezifische Oberfläche des Gemisches und umso grösser somit die durch Zementleim zu umgebende Oberfläche.

Mehlkorn= Korngruppe < 0.125mm

Mehlkorn erhöht die Schmierfilmmenge

Körnige Feinstanteile (>0.063) verbrauchen Schmierfilm.

dx : Dicke des Schmierfilms,der jede Gesteinskörnung umgibt

2d der Kornabstand der einzelnen Gesteinskörner

Ein Mehlkorn >2dx schmiert nicht mehr,sondern lagert sich selber Schmierfilm an.

Schmierfilm aus Zementleim Beispiel 1a)

Volumen des Zementes 300Kg : 3.13Kg/l =  96l

Volumen des Wassers    0.5 x 300Kg :1   = 150l

Volumen des Schmierfilms                          = 246l

1b) 50Kg :2.65Kg/l     Vol.Schmierfilm             19l= 0.265dm3 : 7600= 0.035mm

Schmierfildicke dx 246dm3 : 7600m2 = 0.032mm

Achtung: Einheiten vorher umrechnen: 0.246dm3 : 7600m2=

0.0000323m /1000 = 0.032mm (milli=1000)

Würden die 19l mit Wasser anstatt Kalkstein dazukommen würde der w/z auf 0.56 steigen!

Erhöht die Schmierfilmmenge ohne nennenswerte Erhöhung des Anmachwasser

gewährt eine verbesserte Verartbarkeit des Betons

verbessert das Wasserrückhaltevermögen und verhindert das <<Bluten>> des Betons während und nach der Verarbeitung.

Erhöt die Gefügedichte und damit die Wasserdichtigkeit

Betonzusatzmittel wirken nur optimal bei genügend Mehlkorngehalt

Mehlfeinestoffe verhindern eine Entmischung beim einbringen und erleichtern das Verdichten des Betons.

ist abhängig vom :

Mischen,Transportieren,Fördern,Einbringen & Verarbeiten

D< 1/3 der kleinsten Bauteilabmessung

Bei eng liegender Bewehrung oder geringer Betonüberdeckung soll der überwiegende Teil der Gesteinskörnung kleiner als der Abstand der Bewährungsstäbe untereinander und von der Schalung sein.

Die qulität des Betons

Durch Siebversuche und Sieblinien dargestellt

Grobe Gesteinskörnung

feine Gesteinskörnung

natürlich zusammengesetzte Gesteinskörnung 0/8mm

Korngemisch

Die Körnungsziffer K ist die Summe der in % angebenen Rückstände (R) auf einem Siebsatz mit den Sieben

=0.25-0.5-1-2-4-8-16-31.5-63mm :100 (D=Summe aller Durchgänge)

K= Summe aller Rückstände                                                                                                                                                                                                100

Grosse Körnungsziffer: Grobe Gesteinskörnung

Kleine Körnungsziffer: Viel Sand / feine Geesteinskörnung

Mass für Wasseranspruch

Körnungsziffer:Versuch die Kornabstufung bzw. den Feinheitsgrad einer Gesteinskörnung rational zu erfassen.

Mass für die Anteile der durch die  Prüfsiebe begrentzen Korngruppen im Gesamtgemisch.

Zugleich Mass für Gesamtoberfläche aller Körner

Bei viel feiner Gesteinskörnung (kleine k)  ist die die Oberfläche gross und Wasseranspruch steigt

grosser Einfluss auf die Verarbeitbarkeit

Wirkungskette: Änderung der Kornabstufung= Änderung der Wasserzugabe=Änderung der Festigkeit=Ggf.Änderung der Dauerhaftigkeit.

Konsistenzbe.   Kosistenzkl.  Ausbreitmass f (cm)  Verdichtungsmass c (-)

sehr steif                             C0                                                                >1.46

steif                          F1 /     C1                   <34                                1.45-1.26

Plastisch                 F2 /     C2                35-41                               1.25-1.11

weich                       F3 /     C3                42-48                               1.10-1.04

sehr weich              F4 /     C4                49-55                                      <1.04

fliesfähig                 F5 /                           56-62                                                      

Sehr fliessfähig     F6 /                               >63

Wenn Gesteinskörnung zu grob:

Entmischung (Farbänderung,Sichtbeton)

unerwünschte Hohlräume - undichte Fugen

Bluten

Kornanteil unter 0.125mm & Zement & Zusatzstoffe=Mehlkorn=Schmierfilm

Zuviel Mehlkorn = hoher Wasseranspruch=geringere Festigkeit

Möglichts güstiges Korngemisch 

hohlraumarmes Korngemisch

möglichst grosse Packungsdichte

Für die Praxis wichtig: möglichst kleiner Zementleimbedarf bei guter Verarbeitbarkeit.