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LP-Beton mit Flugasche

Stichworte

• LP-Beton
• Luftporenbildner 
• LP-Gehalt

Allgemeines

Betonbauteile, die im durchfeuchteten Zustand Frost-Tausalz-Wechseln (FTW), ggf. bei gleichzeitiger Einwirkung von Taumitteln, ausgesetzt sidn, erfordern einen hohen Frost- bzw. Frost-Taumittel-Widerstand. Zur Sicherstellung eines praxisgerechten Frost-Taumittel-Widerstandes von Beton sind ind DIN EN 206-1 [1] und DIN 1045-2 [2] Anforderungen u. a. an den Luftgehalt im Frischbeton festgeschrieben. Der Luftgehalt wird durch gezielte Zugabe von Luftporenbildnern (LP-Bildnern) im Beton eingestellt.

Nach den Betonnormen DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 werden Betone mit Frostwiderstand den Expositionsklassen XF1 bzw. XF3 (Frosteinwirkung bei mäßiger bzw. hoher Wassersättigung ohne Verwendung von Taumitteln) zugeordnet. Diese Betone werden üblicherweise ohne Luftporenbildner hergestellt. Der Forswiderstand wird durch eine niedrige Kapillarporosität und eine hohe Festigkeit sichergestellt.

Betone, die gleichzeitig durch Frost und Taumittel beansprucht werden, sind den Expositionsklassen XF2 bzw. XF4 zugeordnet (Frosteinwirkung bei mäßiger bzw. hoher Wassersättigung mit Verwendung von Taumitteln. Hinweis: "mäßige" Wassersättigung ist nicht definiert!). Dies sind Betone für z. B. Flugbetriebsflächen, Betonfahrbahnen, Brückenkappen oder -pfeiler, aber auch für angrenzende Bauteile wie Stützwände, Leitwände und Eingangsbereiche von Tunnel, die Spritzwasser und Sprühnebel ausgesetzt sidn. Für Betone der Expositionsklasse XF4 ist der Einsatz von Luftporenbildnern vorgeschrieben. Beton für die Anwendung in der Expositonsklasse XF2 können mit und ohne Luftporenbildner herstellt werden.

Durch das künstlich eingeführte Luftporensystem werden Expansionsräume im Porengefüge des Beton geschaften, durch die die an den Gefriervorgang des Wasser gekoppelte Volumenausdehung zerstörungsfrei im Betongefüge aufgenommen werden kann. Weiterhin wirken Luftporen kapillarbrechend und vermindern so die Wasseraufnahme des Betons. Die wirksamen Luftporen sind mikroskopisch klein (Porendurchmesser < 300µm [A₃₀₀]) und dürfen keinen zu großen Abstand voneinander haben. damit sie für das gefrierende, sich in den Kapillarporen ausgehnende Wasser erreichbar sind.

Stand der Technik /Anwendungshinweise

Die Einbringung von Luftporen in den Beton und die Stabilität dieser künstlich eingeführten Luftporen werden durch eine Reihe von betontechnischenm, herstellung-, transport- und umgebungsbedingen Faktoren  erschwert. Naben der Zemenart, der Art der Gesteinkörnung und dem Einsatz von Zusatzstoffen hat insbesondere der Wasserzementwert einen entscheidenden Einfluss auf Ausbildung und Stabilität von Luftporen.

Bei hohen w/z-Wert und damit dünnflüssigerem Zementleim können die Mikroluftporen aufschwimmen und bei Kontakt mit anderen Mikroluftporen größere Luftporen bilden. Auch bei sehr geringen w/z-Werten (< 0,40) ist das Einbringen gezielter  Luftporengehalte mit Schwierigkeiten verbunden [3, 4]. Ebenso ist die Art und Menge des Mehlkorns (Stoffanteile < 0,125 mm) aus Zement, Zusatzstoff und Gesteinskörnung von Bedeutung. Bei gleich bleibender Dosierung des LP-Bildners erschweren hohe Mehkorngehalte die Luftporenbildung und -stabilität. Dabei ist auch die Kornform des Mehlkorns zur berücksichtigen. Ebenso kann die gemeinsame Verwendung von LP-Bildnern und Betonzusatzmitteln anderer Wirkungsgruppen (Verflüssiger BV, Fließmittel FM, ...) zu Veränderungen des Luftporensystems führen. Die Empfehlungen des Herstellers sind hierbei zu beachten. Auch das Zugabewasser hat einen Einfluss auf die Wirksamkeit des LP-Bildners. Das Recyclingwasser feinste Schwebstoffpartikel aus Bindemittel, abschlämmbaren Bestandteilen und geringe Mengenan Zusatzmittel beinhaltet, ist für die Herstellung von LP-Beton unbedingt Frischwasser einzusetzten [3].

Generell ist zu berücksichtigen, dass Zement, Zusatzstoff und Gesteinkörnung jeweils einen individuellen LP-Bildnerbedarf haben. Im Rahmen einer Erstprüfung ist deshalb die Wirksamkeit des LP-Bildners in der Betonmischung mit sämtlichen Ausgangsstoffen zu überprüfen. Es sind Vorhaltemaße zu ermitteln und einzuhalten, die ausreichende LP-Gehalte an der Einbaustelle gewährleisten. Bei Austausch einer Betonkomponente oder Wechsel des Lieferwerkes ist eine komplette Neueinstellung der Dosierung des Luftporenbildners vorzunehmen. Bei stark schwankenden Tagestemperaturen während des Einbaus von LP-Beton ist die Dosierung und Wirksamkeit des LP-Bildners kontinuierlich zu überprüfen.

 

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