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Hochfester Beton

Stichworte

• Hochfester Beton
• Druckfestigkeitsklassen

Allgemeines

Nach DIN EN 206-1:2001-07 ist hochfester Beton definitionsgemäß ein "Beton mit einer Festigkeitsklasse über C 50/60 im Falle von Normalbeton oder Schwerbeton und einer  Festigkeitsklasse über LC 50/55 im Falle von Leichtbeton". Bis zur Festigkeitsklasse C 80/95 gelten für die Betonzusammensetzung die Anforderungen von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2. 

Zur Herstellung von hochfestem Beton werden vorzugsweise CEM I - Zemente (Portlandzemente der Festigkeitsklassen 42,5 und 52,5 verwendet. Der Zementgehlat liegt im Regelfall über 300 kg/m³, der Anteil an Zement und Flugasche zusammen über 400 kg/m³, der w/b-Wert liegt unter 0,4. Die Kombination aus höheren Bindemittelgehalten und niedrigen w/b-Werten führt zu einer höheren Gefügedichtigkeit. Daher ist hochfester Beton in der Regel auch besonders dauerhaft. Bei Betondruckfestigkeiten von ca. 100 N/mm² entspricht die Festigkeit der Bindemittelmatrix in vielen Fällen der Festigkeit der Gesteinskörnung. Zur Erzielung noch höherer Betonfestigkeiten ist daher eine Abstimmung zwischen Kornfestigkeit und Matrixfestigkeit erforderlich. Des weiteren empfiehlt sich eine Reduzierung des Größtkorns.

Stand der Technik

Umfangreiche Untersuchungen [3], [4] haben ergeben, dass die Wirksamkeit der Steinkohlenflugasche in Betonen mit w/z < 0,4 über den bei Normalbeton üblichen Anrechenbarkeitswert k = 0,4 weit hinausgeht, weil Füllerwirkung und puzzolanischer Festigkeitsbeitrag mit sinkendem w/z-Wert zunehmen. Mit einem Gesamtbindemittelgehalt von 500 kg je m³ Beton bei einem Flugaschegehalt von 30 M.-% im Bindemittel wurden zielsicher Betone der Festigkeitsklassen B65 (C55/67) und B75 (C60/75) hergestellt (s. Bild 1). Aufgrund des Nacherhärtungspotenzials der flugaschehaltigen Betone wurden im Nachweisalter von 90 Tagen die Festigkeitsklassen B75 (C60/75) bis B95 (C80/95) erreicht. Die Flugasche lieferte damit denselben Festigkeitsbeitrag wie der Zement. Auch bei 30%igem Flugascheanteil im Bindemittel betrug die Druckfestigkeit des Betons nach einem Tag bereits 36 N/mm². Bei zusätzlicher Zugabe von 5% Silicastaub bezogen auf den Zement konnte jeweils die nächst höhere Festigkeitsklasse erreicht werden. Die Verformungseigenschaften bei Druck und Zugbeanspruchung der Betone mit Steinkohlenflugasche unterschieden sich nicht von denjenigen der Betone ohne Flugasche.

Die Verformungen infolge Schwinden wurden durch die Steinkohlenflugasche ebenfalls nicht beeinflußt. Lediglich bei den Kriechverformungen wurde ein Unterschied festgestellt. Das Endkriechmaß betrug bei 30% Flugasche im Bindemittel weniger als die Hälfte des Endkriechmaßes des Betons ohne Flugasche. Die Kennwerte für die Formänderungen und die Bemessungsregeln nach DIN 1045-1 für hochfesten Beton können direkt angewendet werden.

Die Untersuchungen der Dauerhaftigkeit ergaben bei den Betonen mit Steinkohlenflugasche gleicher Festigkeit geringere Gaspermeabilitätskoeffizienten und damit eine erhöhte Dichtheit sowie einen erhöhten Widerstand gegen das Eindringen von Chloriden. Das Abnahmekriterium für den Frost-Tausalzwiderstand im CDF-Versuch wurde sicher eingehalten.

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