Mischungsstabilität moderner Betone

Ausgangslage

„Moderne“ Betone, gemeint sind hier Betone mit relevanten Gehalten an PCE-Fließmitteln, werden inzwischen nicht nur für Hochleistungsbetone, sondern zunehmend auch für „normale“ Ingenieurbaubetone in Brücken, Schleusen, Kläranlagen, Industriefußböden und anderen Bauteilen verwendet. Damit können verbesserte Frischbetoneigenschaften wie eine weichere Konsistenz, aber auch sehr geringe Wassergehalte speziell für Massenbetone oder Ökobetone realisiert werden. Mit hohen Gehalten an PCE-Fließmitteln geht auch eine erhöhte Sensibilität des Frischbetons hinsichtlich der Dosierung des Zugabewassers oder gegenüber der Intensität der Verdichtung einher, wodurch die Gefahr von Entmischungen unweigerlich ansteigt. Der Sicherstellung der Mischungsstabilität unter Rütteleinwirkung kommt damit eine Schlüsselrolle im modernen und nachhaltigen Betonbau zu. Im Beitrag werden die dafür notwendigen Voraussetzungen und Maßnahmen erläutert.

Betonentwurf

Um eine ausreichende Mischungsstabilität beim Betoneinbau auch unter schwierigen Randbedingungen sicherstellen zu können, sind bereits im Betonentwurf eine Reihe von Fragen zu beantworten:

Werden zusätzliche Gesteinskörnungsfraktionen (z. B. zusätzliche Feinsande) oder zusätzliche Betonzusatzstoffe (z. B. Kalksteinmehl) oder zusätzliche Betonzusatzmittel (z. B. Stabilisierer) zur Verbesserung der Mischungsstabilität benötigt?

Wie sollte der Leimgehalt zwischen (umstrittenen) Forderungen nach Mindestleimgehalt (BBQ-Richtlinie) und Vermeidung schädlicher Leimüberschüsse eingestellt werden?

Wie sollten Leimmenge, Leimviskosität und Intensität der Verdichtung so aufeinander abgestimmt werden, dass eine sichere und schadensfreie Betonverarbeitung gelingt?

Wie können sowohl Mischungsstabilität als auch Robustheit gleichzeitig berücksichtigt werden?

Prüfverfahren

Zur Beantwortung solcher Fragen ist eine zuverlässige, reproduzierbare Prüfung der Mischungsstabilität unter Rütteleinwirkung unabdingbar. Die Schwierigkeit, das Sedimentationsverhalten von gerütteltem Beton zu prüfen, besteht darin, eine für das später herzustellende Bauteil repräsentative und vor allem reproduzierbare Rütteleinwirkung in den Beton einzutragen. Hierzu wird im Rahmen eines Verbundprojekts in Zusammenarbeit mit der Ruhr-Universität Bochum (Prof. Breitenbücher) und der Bundesanstalt für Wasserbau ein Prüfverfahren entwickelt und erprobt. Die Prüfergebnisse lassen sich hinsichtlich eines für den untersuchten Beton charakteristischen Sedimentationswiderstands auswerten, mit dessen Hilfe z. B. die Dauer und Intensität der Verdichtung beim Betoneinbau an die jeweilige Mischungsstabilität des Betons angepasst werden könnte (Abb.).

Danksagung

Die Autoren danken dem Deutschen Beton- und Bautechnik Verein E.V., dem Bundesverband der Deutschen Transportbetonindustrie e. V. und der Bundesanstalt für Wasserbau für die Förderung von Teilen der hier vorgestellten Arbeiten.