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Selbstverdichtender Beton (SVB) mit Flugasche

Stichworte

• Selbstverdichtender Beton
• Beton mit hohem Mehlkorngehalt
• Frischbetoneigenschaften
• Sichtbeton

Allgemeines

Selbstverdichtende Betone sind Hochleistungsbetone

• mit hohem Mehlkorngehalt und sehr fließfähiger Konsistenz,
• die ohne Entmischung und ohne Sedimentation bis zum Niveauausgleich fließen,
• die sich unter Eigengewicht und Schwerkraft selbständig entlüften und verdichten,
• die eine vollständige Hohlraumfüllung und lunkerfreie Umhüllung der Bewehrung und der Einbauteile gewährleisten
• deren Oberfläche ein besonders genaues Abbild der Schalhaut ist und 
• die im Regelfall auch betonsers dicht sind.

Aus diesen Eigenschaften ergeben sich für den Einsatz dieser Betone folgende Vorteile:

• verdichtungsfreier Einbau selbst bei hoher Bewehrungsdichte und hohem Bewehrungsanteil
• Ausführung geometrisch komplexer Bauteile
• lunkerfreie Betonoberflächen auch bei anspruchsvoller Schalungsgestaltung
• Zeiteinsparung beim Einbau des Betons bzw. Mehreinbau bei gleicher Zeit
• Sekung der Einbaukosten
• Reduzierung der Lärmbelästigung und damit Verbesserung der Arbeitsqualität
• neue Anwendungsgebiete für Beton.

Stand der Technik

Ausgangsstoffe zur Herstellung von selbstverdichtendem Beton sind

• Zemente nach DIN EN 197-1 und DIN 1164
• Betonzusatzstoffe nach Norm und mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung
• Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620 und DIN EN 13055-1.

 

Als Betonzusatzmittel werden Fließmittel auf Polycarboxylat- bzw. Polycarboxylatether-Basis mit extrem stark verflüssigender Wirkung und gegebenenfalls Stabilisierer eingesetzt. Die Fließmitteln gewährleisten eine ausreichende Verarbeitungszeit bei Transportbeton. 

Für den Einsatz in Betonfertigteilwerken stehen auch hochwirksame Fließmittel für kürzere Verarbeitungszeiten zur Verfügung.

Bei der Herstellung von SVB müssen sowohl die Fließfähigkeit als auch die Mischungsverhältnisse sichergestellt werden. Für die Beurteilung seiner Verarbeitbarkeit wird in einem Diagramm die Trichterauslaufzeit t_Tr in Abhängigkeit vom Setzfließmaß sm aufgetragen (s. Bild)

Durch Festlegung von unteren und oberen Grenzwerten für das Setzfließmaß und die Trichterauslaufzeit des entwerfenden Betons ergibt sich ein sogenanntes "SVB-Verarbeitungsfenster". Innerhalb dieses Fensters ist dieser Beton erfahrungsgemäß ausreichend fließfähig und entmischungsarm [1, 2]. Das blockierungsfreie Fließen wird separat bei der Prüfung des Setzfließmaßes mit Blockierring ermittelt. Außerhalb des SVB-Verarbeitungsfensters liegen Betonzusammensetzungen, die in der Regel sedimentieren, nicht ausreichend entlüften (Lufteinschluss) oder nicht ausreichend fließen (Stagnation).

Die Mischungsstabilität wird zusätzlich durch gesonderte Prüfungen entweder am Frisch- oder am Festbeton nachgewiesen und den Ergebnissen zur Verarbeitbarkeit zugeordnet. Sowohl das Setzfließmaß als auch die Trichterauslaufzeit müssen aufgrund der Erstprüfung mit Zielwerten und zulässigen Abweichungen festgelegt werden. Dieses Vorgehen gibt dem Herstellen den erforderlichen Spielraum, um SVB baustellengerecht herstellen zu können.

Der Gesamtmehlkorngehalt von SVB ist je nach Anwendungsgebiet durch rheologische Vormessungen am Bindemittelleim und am Mörtel zu ermitteln und zu optimieren. In der Regel liegen die Gehalte an Zement und Flugasche in Abhängigkeit der Art der Gesteinskörnung und des Größtkorns insgesamt > 500 kg/m³,  wobei der Gehalt an Flugasche mit > 250 kg/m³ zu empfehlen ist. Durch den Einsatz hochwirksamer Fließmittel entspricht der Wasserbedarf selbstverdichtender Betone dem normaler Betone. Da Flugasche bei diesen Betonen als Bindemittelkomponente einen hohen Festigkeitsbeitrag leistet, kann in den meisten Fällen der Zementgehalt auf den Mindestzementgehalt nach DIN 1045-2 begrenzt werden. 

Anwendungshinweise

Die SVB Richtlinie ändert und ergänzt die Regelungen in DIN 1045-1, EN 206-1, DIN 1045-2 und DIN 1045-3. Bei der nächsten Revision der EN 206-1 sollen die Anforderungen an SVB aufgenommen werden.

Wesentliche Voraussetzung für eine zielsichere Herstellung selbstverdichtender Betone sind gleichbleibende Ausgangsstoffe, insbesondere hinsichtlich der Eigenfeuchte und des Mehlkorngehaltes der Gesteinskörnung. Diese sind durch laufende Rohstoffkontrollen zu überprüfen. Die Abhängigkeit der eingesetzten Ausgangsstoffe untereinander ist wesentlich komplexer als bei Normalbeton.

Weitere wesentliche Aspekte bei der Herstellung von selbstverdichtendem Beton sind die Dosierungs- und Mischreihenfolge der einzelnen Rohstoffkomponenten, die längere Mischdauer und eine ausreichende Dispergierung zur Gewährleistung der Zusatzmittelwirksamkeit. Der optimale Zeitpunkt der Fließmittelzugabe ist ggf. in Vorversuchen zu ermitteln.

Im Rahmen neuerer Untersuchungen [8] wurde unter anderem festgestellt, dass eine Kombination von Hochofenzement und Flugasche eine sehr homogene porenfreie Oberfläche aufwies. Die applizierten Struckturelemente wurden vollständig in der Betonoberfläche abgebildet. Die Herstellung von filigranen Elementen erwies sich als gut ausführbar.

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