Zusammensetzung

Beton muss so zusammengesetzt sein, dass der Frischbeton gut durchmischt und somit fachgerecht eingebaut bzw. verarbeitet werden kann.
Um diesen Anforderungen zu entsprechen, ist ein bestimmtes Mischungsverhältnis einzuhalten.

Das Mischungsverhältnis wird in Masseteilen angegeben, so können die einzelnen Komponenten eines Betons genau berücksichtigt werden.

Abkürzungen:

MV – Mischungsverhältnis
z – Zementgehalt
g – Gehalt der Gesteinskörnung (g von Gestein, grain, granulat)
w – Wassergehalt

 

Zementleimgehalt

Die Eigenschaften eines Frischbeton hängen hauptsächlich vom Zementleimgehalt und den Eigenschaften des Zementleimes ab.

Eine untere Grenze des Zementleimgehaltes im Beton wird durch die Hohlräume der Gesteinskörnung bestimmt. Diese müssen aufgefüllt werden, damit eine Festigkeit entstehen kann.

Eine obere Grenze ist nur durch die Wirtschaftlichkeit des Betons und seinen gewünschten Eigenschaften bedingt.

Der Zementgehalt hängt von der erforderlichen Verarbeitbarkeit, der Zementart und der Gesteinskörnung ab.

zementleimgehalt

 

Mehrkorn- und Feinsandgehalt

Beton muss eine ausreichende Menge Mehlkorn enthalten, damit dieser ein geschlossenes Gefüge enthält, kein Wasser absondert und gut verarbeitbar ist.

Bei Beton, der über längere Strecken und in Rohrleitungen gefördert wird, ist ein ausreichender Mehlkorngehalt besonders wichtig.
Ausreichender Mehlkorngehalt ist auch für dünnwandige, eng bewehrte Bauteile, bei wasserundurchlässigen Beton und bei Sichtbeton erforderlich.

Ein hoher Mehlkorngehalt, erfodert mehr Wasser und kann Widerstand gegen Frost, chemische Angriffe und mechanischen Verschleiß beeinträchtigen.

 

Zugabewasser, Wassergehalt

Der Wassergehalt eines Betons setzt sich aus dem Zugabewasser und der Oberflächenfeuchte der Gesteinskörnung zusammen. Sind die Poren der GK nicht wassergefüllt, können sie dem Zementleim Wasser entziehen und dadurch die Verarbeitbarkeit des Betons verschlechtern.

Je nach gewünschter Konsistenz und Verarbeitbarkeit wird der erforderliche Wassergehalt bestimmt.

Als Zugabewasser kann jedes in der Natur vorkommende Wasser, natürlich auch Trinkwasser verwendet werden. Sogar CO2-haltige Wasser können als Anmachwasser verwendet werden, da diese bei der Zementhärtung gebunden werden.

Ungeeignet sind allerdings Industriewässer, die Öle, Fette, Zucker, Huminsäure, Kalisalze und größere Anteile an SO3, freiem MgO und Chloriden enthalten.

zugabewasser beton

Der Wassergehalt bestimmt, bei gegebenem Zementgehalt, die Dichtheit des Zementsteins.
Daher ist für den Korrosionsschutz die Festlegung des w/z-Wertes sinnvoller als die des Mindestzementgehalts.

Der Zementgehalt spielt nur insofern eine Rolle, als bei zunehmendem Zementgehalt und gleichem w/z-Wert die Verarbeitbarkeit des Frischbetons
verbessert wird, weil sich ein dickerer Film aus Zementleim um die einzelnen Gesteinskörner legen kann.

Da mit abnehmenden w/z-Wert praktisch alle Betoneigenschaften verbessert werden, sollte dieser Wert stets gering gehalten werden.

wassergehalt-beton

 

Betonzusätze

Man unterscheidet zwischen Betonzusatzmitteln und Betonzusatzstoffen, wobei die Unterscheidungdurch die Zugabemenge erfolgt. Zusatzmittel werden beim Mischungsentwurf und der Stoffraumrechnung mengenmäßig nicht berücksichtigt, Zusatzstoffe müssen berücksichtigt werden.

 

Betonzusatzmittel

Betonzusatzmittel werden beim Mischen in kleinen Mengen zugegeben. Sie sollen die Eigenschaften des Betons positiv verändern.

Die Wirkung der Zusatzmittel beruht unter anderem auf elektrochemischen Vorgängen, bei denen positiv geladene Ionen hydrophob (bei Luftporenbildnern) oder hydrophil (bei Betonverflüssigern) wirken.

Kleiner Überblick der Zusatzstoffe:

  • Betonverflüssiger (setzen Oberflächenspannung herab -> Verflüssigung)
  • Fließmittel (2-3x stärkere Wirkung als Betonverfl., verhindern Entmischen bei weicher Konsistenz)
  • Stabilisierer (verbessern Geschmeidigkeit -> verhindern Bluten + Entmischen)
  • Verzögerer (Schutzfilm auf dem Zementkorn -> Verzögerung)
  • Beschleuniger (beschleunigen das Erstarren)

Zusatzstoffe können jedoch auch Nachteile haben:

  • übermäßige Lufteinführung (zB. von BV bei langen Mischzeiten)
  • Förderung der Rißneigung durch Frühschwinden
  • beeinträchtigte Festigkeitsentwicklung und Endfestigkeit
  • korrisionsfördernde Wirkung

Außerdem können die Betonzusatzmittel die Raumbeständigkeit, das Erstarren, den Frostwiderstand, die Wasseraufnahme und die Wasserdichtheit beeinflussen. Gelegentlich wird eine Eigenschaft auf Kosten einer anderen verbessert.

 

Betonzusatzstoffe

Betonzusatzstoffe sind fein aufgeteilte Stoffe, die dem Beton zugegeben werden, um einzelne
Eigenschaften zu beeinflussen.
Dies sind vorrangig die Verarbeitbarkeit des Frischbetons und die
Dichtigkeit des Festbetons. Wegen der höheren Zugabemenge sind Betonzusatzstoffe, im Gegensatz zu Betonzusatzmittel, als Stoffraumkomponente in der Stoffraumrechnung zu berücksichtigen.

Betonzusatzstoffe sind folglich eingeteilt:

Betonzusatzstoffe-einteilung

Puzzolane können:

  • die Verarbeitbarkeit bei gleichem Wassergehalt verbessern
  • das Bluten vermindern
  • die Wasserdichtheit durch Quellen erhöhen
  • die Hydratationswärme, das Schwindmaß und damit die Reißneigung verringern
  • die chemische Widerstandsfähigkeit verbessern
  • die Entstehung von Ausblühungen durch Ca(OH)2-Bindung verhindern.

 

Verarbeitbarkeit und Konsistenz

Die Verarbeitbarkeit eines Frischbetons wird durch seine Konsistenz beeinflusst und wird ebenfalls als eine Betoneigenschaft bezeichnet.

Da Frischbeton ein Zweiphasenstoff ist, wird sein Verformungsverhalten vom Zementleim und der Gesteinskörnung beeinflusst.

Unter Konsistenz versteht man den messbaren Steifezustand des Frischbetons. Er kann sehr steif,
steif, plastisch, weich, sehr weich, fließfähig oder sehr fließfähig sein.

Die Konsistenz eines Frischbetons kann folglich durch Versuche getestet werden.

1. Ausbreitversuch

ausbreitversuch

2. Verdichtungsversuch

verdichtungsversuch

3. Setzmaß

setzmaß-slumb-test

4. Setzzeitverlust

setzzeitversuch-vebe-test

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ÜBER DEN AUTOR

Roman

PG Hey, willkommen auf meinem Blog! Ich bin 24 Jahre alt und studiere Fahrzeug und Flugzeugtechnik an der FH München. In meiner Freizeit betreibe ich diesen Blog und gehe gerne fotografieren. Um mehr über mich und diese Seite zu erfahren, oder Kontakt mit mir aufzunehmen, habe ich die "About-Seite" eingerichtet. Viele Grüße