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Beton mit niedriger Wärmeentwicklung NW-Beton

Stichworte

• Reißneigung 
• Temperaturspannung
• Hydratationswärme
• Massenbeton

Allgemeines

Bei der Erhärtung des Betons wird durch die exotherme chemische Reaktion des Bindemittels Zement mit dem Anmachwasser Wärme freigesetzt (Hydratationswärme). Während die Außenseite des jungen Betonbauteils den Temperaturausgleich mit der Umgebung anstrebt, kommt es im Bauteilkern zur Bildung von hohen Temperaturen. Wärmemenge und Teperaturgradient zwischen Außen- und Kernbeton sind gerade im frühen Betonalter von wesentlicher Bedeutung.  Es treten Temperaturspannungen auf, die die Zugspannung des jungen Betons überschreiten können und dadurch zwangsläüfig zu Rissen im Betonbauteil führen. Festigkeitsentwicklung, Wärmeentwicklung und Temperaturfluss sollten daher optimal aufeinander abgestimmt werden. Dies ist jedoch nur durch gezielte Voruntersuchungen sicher zu gewährleisten. Zielführend ist in jedem Fall die Verwendung von Bindemitteln, die eine geringere Hydratationswärmemenge freisetzen. Dies kann durch die Anwendung sogenannter NW-Zemente (Zement mit einer Hydratationswärmemenge von ≤ 270 J/g) oder durch Einsatz geringerer Zementmengen in Verbindung mit reaktiven Betonzusatzstoffen erreicht werden [1].

Stand der Technik

Den Anforderungen der Betonnormen entsprechend, ist die Herabsetzung des Mindestzementgehaltes bei der Verwendung von Flugasche als Betonzusatzstoff in vielen Fällen möglich. Der zur Verarbeitbarkeit erforderliche Leim- und Mörtelgehalt des Betons kann durch die Flugasche bei gleichzeitiger Begrenzung der Zementmenge auf den jeweiligen Mindestzementgehalt sichergestellt werden. Hierdurch wird in jedem Fall die durch den Zement verursachten Wärmemenge im Beton niedrig gehalten, der Temperaturgadient wird kleiner. Dieser Vorteil wird gerade bei massigen Bauteilen genutzt. Die Verwendung von Flugasche als Betonzusatzstoff hat sich daher bei Massenbeton vor allem wegen der hierdurch ermöglichten geringeren Freisetzung von Hydratationswärme pro Kubikmeter Beton durchgesetzt. Hierbei werden unter Massenbeton üblicherweise Betone für Gründungsbauteile, für Fundamentplatten, groß dimensionierte Erd- und Wasserbauwerke, Bohrpfähle und Widerlager bei Brückbauwerken verstanden [2]. Aber auch bei weißen Wannen, Brückenüberbauten [3] und Tunnelinnenschalen [4] ist die "NW"-Kombination von Normalzementen und Flugasche als vorteilhafte Variante zur Minderung der Hydratationswärme, des Temperaturgradienten und der Reißneigung anerkannt.

Anwendungshinweise

Bei sinnvoller Ausnutzung der zulässigen Flugaschemenge (f/z ≤ 0,33) und Einhaltung des erforderlichen (w/z)_eq Wertes kann im Vergleich zu üblichen Betonsorten die Betontemperatur durch Hydratationswärme deutlich reduziert werden. Als Daumenregel kann gelten: die Einsparung des Zementgehaltes in % entspricht etwa der Minderung der freisetzbaren Wärmemenge.

Die zuvor beschriebenen Vorteile werden im Rahmen der Regeleung der DAfStB-Richtlinie für massige Bauteile berücksichtig und durch weitergehende Erfahrungen aus allgemeinen bauautsichtlichen Zulassungen bestätigt.

 

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