[Betonpraxis - Holcim] Leichtverdichtbarer Beton

 

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Entwicklung

 

Seit Beginn des modernen Betonbaus ist eine kontinuierliche Zunahme der verwendeten Betonkonsistenzen zu beobachten. Im Wesentlichen ist dies auf die fortschreitende Entwicklung von geeigneten Betonzusatzmitteln zurückzuführen. Durch den Einsatz von Verflüssigern und Fließmitteln wird es möglich weiche Frischbetone mit hohen Druckfestigkeiten herzustellen (vgl. Kap. 1.4 «Zusatzmittel»). Anspruchsvolle Bauteile können so durch eine bessere Verarbeitbarkeit des frischen Betons mängelarmer und dauerhafter erstellt werden.

Die letzte Anhebung der Konsistenzobergrenze in Deutschland fand im Rahmen der Einführung des europäischen Normenwerkes EN 206 im Jahr 2001 statt. War die Konsistenz zuvor auf ein Ausbreitmaß von 60cm begrenzt sind seitdem Ausbreitmaße von bis zu 70cm durch die Betonnorm DIN EN 206-1/ DIN 1045-2 möglich (vgl. Kap. 2.1 «Zusammensetzung des Betons»).

Als ursächlich dafür kann das Aufkommen des selbstverdichtenden Betons und der damit verbundenen Entwicklung einer neuen Fließmittelgeneration auf Polycarboxylatether-Basis (PCE) angesehen werden.

Durch die Anwendung dieser Technologien lassen sich sedimentationsstabile Betone hoher Konsistenzen verlässlich herstellen. In der Praxis bezeichnet man Betone der Ausbreitmaßklasse F6, mit einem Ausbreitmaß von 63cm bis 70cm, als leichtverdichtbare Betone. Sie sind ähnlich fließfähig wie selbstverdichtende Betone, fallen allerdings in den Regelungsbereich der DIN EN 206-1/ DIN 1045-2.

 

 

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Einsatzgebiete

 

Die Einsatzmöglichkeiten von leichtverdichtbaren Betonen sind vielfältig. Die leichte Verarbeitbarkeit bietet Vorteile bei dicht bewehrten sowie schlecht zugänglichen Bauteilen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn anspruchsvolle Bauaufgaben realisiert werden sollen. Wasserundurchlässige Konstruktionen lassen sich beispielsweise sehr vorteilhaft erstellen. Insbesondere der Anschluss der Wände an die Sohlplatte ist aufgrund der schweren Zugänglichkeit beim Verdichten ein kritischer Punkt während der Bauausführung. Leichtverdichtbare Betone können hier besonders vorteilhaft eingesetzt werden und führen zu einer verbesserten Qualität der Wannenkonstruktion. Aufgrund ihrer Zusammensetzung bieten leichtverdichtbare Betone ein äußerst dichtes Betongefüge. Die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen kann so gesteigert werden.

Weitere Vorteile bietet leichtverdichtbarer Beton zur Herstellung von Sichtbetonflächen. Zum einen aufgrund eines einfachen und somit gleichmäßigeren Einbaus. Zum anderen werden unterschiedliche Schalhäute aufgrund der Materialeigenschaften des Betons optimal abgebildet.

Im Bereich des Wohnungsbaus wird leichtverdichtbarer Beton immer häufiger zur Herstellung von Sohl- und Bodenplatten verwendet. Gründe dafür sind der einfache und schnelle Einbau sowie eine bessere Qualität.

 

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Technologie

 

Die Fließfähigkeit leichtverdichtbarer Betone wird durch eine spezielle Betonzusammensetzung erreicht. Im Gegensatz zu Betonen vergleichbarer Druckfestigkeitsklasse und steiferer Konsistenz kann von einem erhöhten Mehlkorngehalt ausgegangen werden. Als Anhaltswert ist ein Bindemittelgehalt von circa 420 kg/m³ zu nennen. Als zweckmäßig hat sich die Verwendung von Steinkohlenflugasche oder Kalksteinmehl als Zusatzstoff erwiesen. Zusammen mit einem planmäßig moderaten bis niedrigen Wassergehalt wird so ein stabiler Leim erreicht. Als Fließmittel werden überwiegend Produkte auf Polycarboxylatether-Basis (PCE) verwendet. Der Einsatz von Kombinationsprodukten aus herkömmlichen Fließmitteln und Fließmitteln auf PCE-Basis ist ebenso denkbar. Vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung von stabilisierenden Zusatzmitteln. Sie erhöhen die Robustheit des Frischbetons gegenüber naturgemäßen Einsatzstoffschwankungen. Für die Gesteinskörnung muss insbesondere dem Sand eine gesteigerte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Zu scharfe Sande wirken sich negativ auf die Sedimentationsstabilität aus. Die Fließfähigkeit des Frischbetons kann durch zu feine Sande, mit einem zu hohen Anteil abschlämmbarer Anteile, negativ beeinflusst werden. Aufgrund der mit steigendem Durchmesser zunehmenden Sedimentationsneigung ist das Größtkorn – ähnlich wie bei selbstverdichtendem Beton – auf 16mm begrenzt.

 

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Frischbetonprüfungen

 

Leichtverdichtbarer Beton wird hergestellt nach den Regeln der DIN EN 206-1/ DIN 1045-2. Demnach wird die Konsistenz durch die Prüfung des Ausbreitmaßes gemäß DIN EN 12 350-5 festgestellt. Eine qualitative Beurteilung von Fließverhalten und Sedimentationsstabilität sollte in jedem Fall erfolgen. Die Prüfung von Fließzeit und Setzfließmaß (vgl. Kap. 2.12 «Selbstverdichtender Beton») ist für leichtverdichtbare Betone normativ nicht erforderlich. Gleichwohl kann die Beurteilung von leichtverdichtbaren Betonen nach eben diesen Kriterien hilfreich sein. Sie kann sinngemäß mit den in DIN EN 12 350-5 vorgeschriebenen Prüfgeräten durchgeführt werden.

 

 

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Herstellung von leichtverdichtbarem Beton im Transportbetonwerk

 

Leichtverdichtbarer Beton ist ein Beton mit besonderen Frischbetoneigenschaften. Es dürfen ausschließlich geeignete Einsatzstoffe verwendet werden. Ähnlich wie bei selbstverdichtendem Beton ist ein Wechsel der Einsatzstoffe ohne vorige Prüfung nicht empfehlenswert. Für eine exakte Dosierung des Zugabewassers ist eine Erfassung der Oberflächenfeuchte der Gesteinskörnung während der Produktion vorteilhaft. Die Herstellung von leichtverdichtbarem Beton erfordert in der Regel eine längere Nassmischzeit. Als Richtwert kann von 60 Sekunden ausgegangen werden.

 

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Verarbeitung auf der Baustelle

 

Wie aus der Namensgebung des Betons deutlich wird, bietet leichtverdichtbarer Beton optimale Verarbeitungseigenschaften. Gleichwohl ist vor Beginn und während des Betoneinbaus auf einige Besonderheiten zu achten. Die verwendete Schalung muss ausreichend dicht sein. Einbauteile müssen entsprechend gegen Auftrieb gesichert werden. Bei aufgehenden Bauteilen wie Wänden oder Stützen muss der erhöhte Schalungsdruck beachtet werden. Der Einbau erfolgt in der Regel mit der Betonpumpe. Das Einbringen mittels Krankübel ist ebenso möglich wie die Betonierung direkt aus dem Fahrmischer.

Trotz seiner ausgezeichneten Fließeigenschaften ist leichtverdichtbarer Beton in der Regel nicht selbstnivellierend. Das bedeutet, dass die Herstellung von oberflächenfertigen Platten (z.B. Industrieböden, Bodenplatten oder Decken) ohne zusätzliche Bearbeitung des Frischbetons während des Einbaus nicht möglich ist. Eine Kontrolle der Einbauhöhen während des Betonierens muss erfolgen. Entlüftet wird der Beton in der Regel durch leichtes Stochern. Vom Rütteln des Frischbetons ist grundsätzlich abzuraten, da dies zu einer Sedimentation führen kann. Eine weitere Möglichkeit der Verdichtung bei plattenartigen, stahlfaserbewehrten Bauteilen ist das tiefe Eintauchen mit der so genannten Schwabbelstange. Die Betonoberfläche wird anschließend durch wellenartige Bewegungen mit der Schwabbelstange hergestellt. Dieser Arbeitsgang ersetzt das übliche Abziehen des höhengerecht eingebauten Betons. Die Nachbehandlung muss unmittelbar im Anschluss beginnen.