Schriftenreihe der Zementindustrie Heft 66: Herstellung und Steuerung der Verarbeitkeitseigenschaften selbstverdichtender Betone

Selbstverdichtender Beton ist ein Hochleistungsbeton, dessen besonderes Leistungsvermögen in der Frischbetoneigenschaft "Selbstverdichtung" besteht. Er weist ein großes Potenzial für die Rationalisierung nicht nur in der Betonfertigteilproduktion, sondern auch des Bauablaufs auf der Baustelle auf. Um diese Vorteile zu nutzen, ist größte Sorgfalt bei der Herstellung und in der Qualitätssicherung zwingend erforderlich. Es muss ein Optimum zwischen Fließfähigkeit, Selbstentlüftung und Homogenität bzw. Stabilität gefunden werden. Der Begriff Selbstverdichtung beschreibt eine Frischbetoneigenschaft, die auf vielfältige Weise mit unterschiedlichen Betonausgangsstoffen und Zusammensetzungen erreicht werden kann. Die Art der Verwendung bestimmt die benötigte Verarbeitbarkeit und den Verarbeitbarkeitszeitraum. Daher fällt es schwer, allgemeingültige Anforderungen an die Frischbetoneigenschaften von SVB zu formulieren oder sie in bestimmte Kategorien oder Verarbeitbarkeitsklassen einzuordnen, wie es bei den üblichen Betonen nach Norm der Fall ist. Die systematischen Untersuchungen zu den Themenbereichen Mehlkornoptimierung sowie Verflüssigung und ihr Einfluss auf die Verarbeitbarkeitseigenschaften selbstverdichtender Betone können folgendermaßen zusammengefasst werden. Der Startwassergehalt, von dem an die Fließeigenschaften über Wasser- und Fließmittelzugabe steuerbar werden, kann über die Verteilungsbreite des Mehlkornhaufwerks und dessen Zusammensetzung (reaktiv, inert, rund, gebrochen) über den hier vorgestellten ßp*-Wert hinreichend genau für die weitere Optimierung abgeschätzt werden. Alle Fließmittel konnten die unterschiedlichen Mehlkornhaufwerke nahezu vollständig dispergieren. Ab der Sättigungsdosierung für vollständige Verflüssigung können die zeit- und temperaturabhängigen Verarbeitbarkeitseigenschaften durch zusätzliche Fließmittelzugabe eingestellt werden. Zwischen den einzelnen Fließmitteln zeigten sich deutliche Unterschiede in der Verflüssigungsdauer. Dies ist je nach Anwendungsfall und benötigter Verarbeitbarkeitszeit in Vorversuchen zu prüfen. Um die selbstverdichtenden Eigenschaften eines SVB zu beurteilen, wurde ein Lösungsansatz entwickelt, die Verarbeitbarkeit in einem Diagramm mit den zwei Kenngrößen Setzfließmaß - als Maß für die Fließgrenze - und Trichterauslaufzeit - als Maß für die Viskosität - darzustellen. Der optimale Verarbeitbarkeitsbereich für Selbstverdichtung sowie die Grenzen der Verarbeitbarkeit (Stagnation und Sedimentation) sind für den entsprechenden SVB in Frisch- und Festbetonuntersuchungen durch Variation der Wasser- und Fließmittelgehalte zu prüfen und festzulegen. Zur Beurteilung der Mischungsstabilität und der Selbstentlüftung werden die Oberflächen und Bruchbilder von Probekörpern, die mit dem SVB hergestellt wurden, mit den zugehörigen Frischbetonkennwerten verglichen. Somit lässt sich der Bereich der selbstverdichtenden Eigenschaft durch einen Verarbeitbarkeitsbereich innerhalb des Verarbeitbarkeitsdiagramms kennzeichnen. Die Lage und Größe des Bereiches ist vom verwendeten Mehlkorn und Fließmittel abhängig. Liegen beide Frischbetonkennwerte Setzfließmaß und Trichterauslaufzeit innerhalb des Verarbeitbarkeitsfensters, kann davon ausgegangen werden, dass der Beton ausreichend fließt, entlüftet und mischungsstabil ist. Dadurch wird besonders die Sedimentationsneigung im Vorfeld prüfbar. Ferner werden Abweichungen von der Sollzusammensetzung innerhalb des Verarbeitbarkeitsdiagramms erkennbar. Dem entsprechend können auch bei nicht ausreichenden Frischbetonkennwerten von Setzfließmaß und Trichterauslaufzeit geeignete Korrekturmaßnahmen (z. B. Fließmittelnachdosierung) zielgerichtet eingeleitet werden, um den SVB wieder in den vorher festgelegten Verarbeitbarkeitsbereich zu bringen. Das in dieser Arbeit im Rahmen des modifizierten Mischungsentwurfs herausgearbeitete Konzept zur Beurteilung der Frischbetoneigenschaften selbstverdichtender Betone hat als "Fensterlösung" Eingang in die DAfStb- Richtlinie Selbstverdichtender Beton gefunden. Es regelt die Anforderungen an den Frischbeton, die Lieferung von Frischbeton sowie die Produktionskontrolle und ist in der Richtlinie im Anhang Q aufgeführt. Die Bestimmung der Verarbeitbarkeitseigenschaften selbstverdichtender Betone über die Fensterlösung erfordert die Ermittlung der Kenngrößen Setzfließmaß und Trichterauslaufzeit. Dabei bereitet die Bestimmung der Trichterauslaufzeit unter Baustellenbedingungen häufig Probleme. Neue Prüfverfahren wie der Auslaufkegel eignen sich, um den Prüfaufwand bei der Herstellung und Verwendung selbstverdichtender Betone deutlich zu reduzieren und die Vorteile der Fensterlösung effektiv zu nutzen.