Verbesserung von Frisch- und Festbetoneigenschaften durch Minimierung der Haufwerksporosität von Zementen mittels Approximation der Fuller-Kurve
Abgeschlossene Promotion
Niederegger, Christoph / Bruschek, Clemens / Koppi, Matthias / Schröcker, Hans-Peter / Wagner, Dominique
Ein wesentlicher Parameter zur Beeinflussung und Erzielung technologischer Festbeton-Kennwerte wie z.B. der Kapillarporosität, der Druckfestigkeit, dem Schwindverhalten und der Dichtigkeit ist der Wassergehalt. Zunehmend wird erkannt, dass nicht die Festigkeit, sondern die Rissfreiheit, die Dichtigkeit, die Kapillarporosität sowie die Porenstruktur des Betons ausschlaggebend sind für dessen Dauerhaftigkeit. Mit abnehmendem Wassergehalt werden die genannten technologischen Werte positiv beeinflusst. Eine Reduzierung des Wassergehalts kann dabei nicht nur durch den Einsatz von Zusatzmitteln erfolgen, sondern auch durch eine Optimierung der Granulometrie des verwendeten Zements [1, 2]. – Interessant für Optimierungsversuchen scheint der massebezogene Wasser-Feststoff-Wert (W/F) zu sein, der das Verhältnis zwischen der zur Erzielung der erforderliche Konsistenz benötigten Wassermenge und der spezifischen Feststoffmasse im Leim beschreibt: – Wasserzementwert (W/Z-Wert) und Wasserbindemittelwert (W/B-Wert) reichen für eine Bewertung allein nicht aus. (Unter dem W/B-Wert wird in diesem Zusammenhang das Verhältnis von wirksamem Wasserhalt zum anrechenbaren Bindemittelgehalt (Zementgehalt + kZusatzstoffgehalt) verstanden.) – Bei Einsatz von weiteren Hauptbestandteilen wie z.B. Hüttensand oder Gesteinsmehl im Zement zur Einstellung einer optimalen Korngrößenverteilung und damit zur Maximierung der Packungsdichte wird bei gleich bleibendem massebezogenen W/F-Wert der W/Z-Wert im Vergleich zum reinen Portlandzement erhöht. Trotz der Erhöhung des W/Z-Werts zeichnen sich die aus den optimierten Zementen hergestellten Betone im Vergleich zum Referenzbeton durch verbesserte Frisch- und Festbetoneigenschaften aus, was zurückgeführt werden kann auf eine markante Erniedrigung des Wasserbedarfs. – Nachfolgend werden Erkenntnisse aus einer Forschungsarbeit zu den positiven Auswirkung der Optimierung der Korngrößenverteilung des Zements durch definiertes Zumischen von Feinststoffen in handelsübliche Zemente in Kombination mit den Feinteilen aus der Gesteinkörnung bis zu einem Größtkorn von 192 µm dokumentiert. – Grundlage für diese Vorgehensweise ist eine Optimierungsroutine, die auf mathematisch-empirischen Grundlagen basiert. Eine undefinierte Zugabe von Feinteilen, wie in der Regel praktiziert, führt in den meisten Fällen zu einer Verschlechterung der Verarbeitbarkeit und lässt daher auf den erheblichen Einfluss einer optimierten Korngrößenverteilung von Zementen und Gesteinskörnung schließen. –
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beton 5/2007 ab Seite 220
Herausgeber des Artikels:
beton
bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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