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Massenbeton

Stichworte

• Massenbeton
• Hydratationswärme
• Bemessungsalter

Allgemeines

An Massenbeton für die Herstellung von Fundamenten, Bodenplatten und sonstigen großvolumigen Bauteilen (Beton für massige Bauteile) sind betontechnologisch besondere Anforderungen zu stellen. Im wesentlichen sind beim Betonentwurf und für die Nachbehandlung für Massenbeton zu berücksichtigen:

• die Abmessungen und Gliederung des Bauteiles
• das Verhältnis des Volumens zur freien Oberfläche
• der Bauablauf
• die Bewehrungsführung
• Art, Ablauf und Geschwindigkeit des Betoneinbaus
• die wahrscheinlichen Witterungsbedingungen zum Zeitpunkt des Betoneinbaus und für den Zeitraum der Nachbehandlung
• besondere Anforderungen an den Beton.

Nach den Vorgaben für die Bauausführung sind die Betonzusammensetzung, die Frischbetoneigenschaften:

• Konsistenz/Verarbeitbarkeit
• Verzögerungszeiten
• Wasserrückhaltevermögen

und die Festbetoneigenschaften:

• Hydratationswärmeentwicklung
• Druckfestigkeit (Bemessungsalter 56 bzw. 90 Tage)

festzulegen bzw. nachzuweisen sowie die Art und Dauer der Nachbehandlung zu bestimmen.

Stand der Technik

Zur Herstellung von massigen Bauteilen ist in Änderung bzw. Ergänzung zu den Anforderungen der DIN EN 206 und DIN 1045-2 die DAfStb-Richtlinie "Massige Bauteile aus Beton" [1] zu beachten. Die Richtlinie gilt für massige Bauteile, deren kleinste Bauteilabmessung 0,80 m beträgt, und bei denen Zwang und Eigenspannungen in besonderer Weise zu berücksichtigen sind.

Um möglichst rißfreie Bauteile zu erhalten, d.h. Spannungen aus Temperaturdifferenzen zwischen Bauteilkern und -randzonen zu reduzieren, ist die Bindemittelauswahl für den Beton hinsichtlich der Hydratationswärmeentwicklung von besonderer Bedeutung. Deswegen wurden in der DAfStb Richtlinie

• der Mindestzementgehalt in den Exposititonsklassen XD2, XD3, XS2, XS3, XF2, XF3, XF4 und XA2 auf 300 kg/m³ reduziert,
• der Mindestzementgehalt bei Anrechnung von Zusatzstoffen in der Expositionklasse XA1 auf 240 kg/m³ abgesenkt,
• die Mindestdruckfestigkeitsklasse in den Expostitionsklassen XD2, XS2, XF2 und XF3 (jeweils ohne künstlich eingeführte Luftporen) sowie ind XD3, XS3 und XA2 auf C30/37 gemindert und
• der (w/z)_eq von 0,45 auf 0,50 erhöht in den Expositionsklassen XD3 und XS3 bei Verwendung von CEM II/B-V, CEM IIIA oder CEM IIIB ohne oder mit Flugasche als Betonzusatzstoff oder bei anderen Zementen nach Tabelle F3.1 oder F3.2 der DIN 1045-2 ind Kombination mit Flugasche als Betonzusatzstoff, wobei der Mindestflugaschegehalt 20 M.-% bezogen auf (z+f) betragen muß.

Für Bauvorhaben mit extrem großen Bauteilabemessungen, z. B. Fundamentplatten für Großbauten, Schleusen etc., werden Betone mit geringeren Zement- und höheren Flugaschegehalten eingesetzt. Diese wurden bisher - und sind wohl auch in Zukunft - nur mit eine Zustimmung im Enzelfall oder allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung realisierbar.

Beim Austausch von beispielsweise 60 M.-% CEM I 32,5 R durch Steinkohlenflugasche kann die Hydratationswärme um 60 % gesenkt werden [2]. Desweiteren wird durch Flugasche bei einem Anteil von ≥ 20 M.-% am Gesamtbindemittel der Sulfatwiderstand von Beton entscheidend verbessert [3].

Anwendungsempfehlungen

Aus den vorrangigen Anforderungen an den Massenbeton, insbesondere niedrige Hydratationswärme und gute Verarbeitbarkeit, ergibt sich die Festlegung der Bindemittelmenge und -zusammensetzung. Dabei wurden in der Vergangenheit die verschiedensten Bauwerke/-teile hergestellt. Die aus der Herstellung von Normalbeton bekannten Vorteile des Einsatzes von Flugasche wirken sich dabei besonders postiv aus.

Abweichend von den derzeitigen Normvorgaben kann bei Betonen mit Zustimmung im Einzelfall der maximale Anteil Flugasche im Gesamtbindemittel in Abhängigkeit von der Zementart gemäß der nachfolgenden Tabelle festgelegt werden.

Es wurde wissenschaftlich nachgewiesen, daß bei diesen Flugaschegehalten die für den Korrosionsschutz der Bewehrung erforderliche Alkalität des Betons gewährleistet ist. Der Festigkeitsbeitrag der Flugasche rechtfertigt bei diesen Betonen für ein Bemessungsalter von 56 Tagen den Ansatz eines k-Wertes von 1,0 zur Abschätzung der Betondruckfestigkeit.

Durch Vorversuche und Eignungsprüfungen ist eine praxisgerechte, auf das jeweilige Bauvorhaben bezogene Betonprojektierung vorzunehmen. Das Merkblatt des Deutschen Beton- und Bautechnikvereins "Beton für massige Bauteile" [9]  gibt dazu insgesamt wertvolle Hinweise. Die meisten der aufgeführten Maßnahmen bedürfen der Zustimmung im Einzelfall.

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