SVB vom Mehlkorntyp mit gebrochener Gesteinskörnung

Entwurfskonzept und Fließeigenschaften von SVB – Teil 2

Abb. 1 Schematische Darstellung des „Scherwiderstandes“ eines Korngemisches in Abhängigkeit des Wassergehaltes. Der Wassergehalt w_min kennzeichnet dabei den Übergang des Korngemisches in eine Suspension (aus [6]).

Abb. 2 Beispiel für eine Leistungsmessung während des Mischvorgangs von SVB bei Zugabe von Wasser bis zu einer Menge von w > w_min und anschließender Zugabe von Fließmittel (FM).

Tabelle 1 Mischungszusammensetzung (Ist-Zusammensetzung) der untersuchten SVB mit Kies (K), Quarzporphyr-Splitt (Q),
Muschelkalk-Splitt (WI), Flusssand (-F) bzw. Quarporphyr-Brechsand (-Q).

Abb. 3 Fotos des automatischen Ausbreittisches mit den diagonal auf dem Ausbreittisch angeordneten Sensoren zur Erfassung der Setzfließkurve des SVB beim Einsatz ohne (links) und mit Blockierring (rechts).

Abb. 4 Foto und Skizze (aus [12]: Setztrichter vom Autor umgedreht) zur Messung der Höhendifferenz innerhalb/außerhalb des Blockierrings (st_J).

Abb. 5 Prüfergebnisse der Höhendifferenz innerhalb/außerhalb des Blockierrings (st_J) bei Variation der Leimmenge. Betonzusatzstoffe: SFA (links); KSM (rechts). Kennwerte: sf_B…Setzfließmaß ohne Blockierring; Δsf_B…Differenz Setzfließmaß ohne und mit Blockierring; t_VB…Trichterauslaufzeit; d_Leim…Leimschichtdicke (sphärisch).

Abb. 6 Prüfergebnisse der rheologischen Untersuchung im BTRHEOM bei Variation der Leimmenge (BZS: SFA). Kennwerte: sf_B…Setzfließmaß ohne Blockierring; Δsf_B…Differenz Setzfließmaß ohne und mit Blockierring; t_VB…Trichterauslaufzeit; d_Leim…Leimschichtdicke (sphärisch).

Abb. 7 Prüfergebnisse der rheologischen Untersuchung im BTRHEOM bei Variation der Leimmenge (BZS: KSM). Kennwerte: sf_B…Setzfließmaß ohne Blockierring; Δsf_B…Differenz Setzfließmaß ohne und mit Blockierring; t_VB…Trichterauslaufzeit; d_Leim…Leimschichtdicke (sphärisch).

Abb. 8 Fließkurven beim Setzfließversuch nach SVB-Richtlinie [2] der SVB mit Kies/Flusssand (K-F), Quarzporphyr-Splitt/Flusssand (Q-F), Muschelkalk-Splitt/Flusssand (WI-F) und Quarzporphyr-Splitt/Brechsand (Q-Q) bei Variation der Leimmenge ohne (d) und mit Blockierring (d,J). Die Zeitmessung beginnt mit Erreichen des Setzfließdurchmessers von 400 mm. Betonzusatzstoff: SFA.

Abb. 9 Fließkurven beim Setzfließversuch nach SVB-Richtlinie [2] der SVB mit Quarzporphyr-Splitt/Flusssand (Q-F) und Quarzporphyr-Splitt/Brechsand (Q-Q) bei Variation der Leimmenge ohne (d) und mit Blockierring (d,J). Die Zeitmessung beginnt mit Erreichen des Setzfließdurchmessers von 400 mm. Betonzusatzstoff: KSM.

Abb. 10 Bingham-Körper aus Parallelschaltung eines Friktionselementes (St. Venant-Element) und eines Dämfungselementes (Newton-Element).

Abb. 11 Grafische Darstellung der Fließgeschwindigkeit v(s) bzw. der Fließbeschleunigung a(s) in Abhängigkeit vom Fließweg s beim Setzfließversuch ab einem Radius von 200 mm.

Abb. 12 Grafische Darstellung des Setzfließkoeffizienten b aus der Auswertung der Fließkurven beim Setzfließversuch ohne Blockierring in Abhängigkeit von der plastischen Viskosität h_pl,HB-B aus den Fließkurven beim Rheometerversuch im BTRHEOM. Dargestellt sind alle 41 im Rahmen der Untersuchungen geprüften Wertepaare.

Abb. 13 Darstellung der Setzfließkoeffizienten b und der plastischen Viskosität h_pl,HB-B über der Leimschichtdicke d_Leim für die untersuchten SVB mit Kies/Flusssand (K-F), Quarzporphyr-Splitt/Flusssand (Q-F), Muschelkalk-Splitt/Flusssand (WI-F) und Quarzporphyr-Splitt/Brechsand (Q-Q) sowie SFA und KSM als Betonzusatzstoff.

zu Abb. 3 rechts

zu Abb. 4 rechts

Dipl.-Ing. Andreas Huß, Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut (FMPA) Geb. 1971; Studium des Bauingenieurwesens an der Universität Stuttgart, Vertiefung Werkstoffkunde/Bauphysik; seit 1998 wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Mineralische Baustoffe des Otto-Graf-Institutes (FMPA) mit Schwerpunkt Betontechnologie; derzeit stellvertretender Leiter der Referate Betontechnologie sowie Betonkorrosion und Betoninstandsetzung.
andreas.huss@
mpa.uni-stuttgart.de

Prof. Dr.-Ing. Hans-Wolf Reinhardt
Universität Stuttgart
Geb. 1939; Studium des Bauingenieurwesens an der TH Stuttgart; 1975–1986 Professor für Massivbau an der TU Delft, Niederlande; 1986–1990 Professor für Baustoffe und Bauphysik im Institut für Massivbau der TH Darmstadt. 1990–2006 Professor für Werkstoffe im Bauwesen an der Universität Stuttgart, Direktor der MPA Otto-Graf-Institut (FMPA); Forschungsgebiete sind Hochleistungsbeton, SVB, Transportvorgänge,
Zugfestigkeit, Kriechen, Faserbeton, Bruchmechanik von Beton und Holz, ZfP von
Beton und Holz, Dauerstandverhalten von Holz.
reinhardt@iwb.uni-stuttgart.de

Nachdem im ersten Teil des Beitrages ein Ansatz zur Bestimmung des zur Herstellung von SVB erforderlichen Leimvolumens unter Berücksichtigung der granulometrischen Eigenschaften der Gesteinskörnung vorgestellt wurde, wird im zweiten Teil auf den Mischungsentwurf und die Fließeigenschaften von SVB vom Mehlkorntyp eingegangen. Auf Grundlage des experimentell bestimmten Leimbedarfes wird das Konzept zum Entwurf von SVB-
Mischungen vom Mehlkorntyp vorgestellt. Weiter werden die Frischbetoneigenschaften der nach diesem Entwurfskonzept hergestellten SVB untersucht. Dabei werden insbesondere die Fließeigenschaften beim Setzfließversuch näher betrachtet und der Zusammenhang zu der im Rheometer bestimmten plastischen Viskosität aufgezeigt.

Mischungsentwurf für SVB vom Mehlkorntyp

Für die Herstellung der untersuchten SVB wurden die beschriebenen Korngemische aus Kies und Flusssand (K-F), Quarzporphyr-Splitt und Flusssand (Q-F), Muschelkalk-Splitt und Flusssand (WI-F) sowie aus Quarzporphyr-Splitt und Brechsand (Q-Q) mit einem Anteil < 4 mm von rd. 50 M.-% (Sieblinie ABB16) verwendet. Die Mischungsberechnung erfolgte mit der bekannten Stoffraumrechnung durch Vorgabe des Leimvolumens sowie der volumenbezogenen Verhältnisse Zement/Betonzusatzstoff und Wasser/Mehlkorn (V_W/V_M). Zum Leimvolumen wurden alle Bestandteile < 0,125 mm...