Fachbeiträge & Interviews
Dienstag, 20. August 2019
Ausgabe 6574 | Nr. 232 | 19. Jahrgang
Autor: Prof. Dr. Ing. Klaus Holschemacher, Dipl. Ing. Yvette Klug
Herausgeber: HTWK Leipzig email-weiterempfehlendruckansicht

Selbstverdichtender Beton - Teil 1/2

# 12.08.2002

Ein Ursprünglich vor 10 jahren in Japan entwickelter innovativer Baustoff bietet neue Möglichkeiten und erfreut sich nunmehr auch in Deutschland einer stetig wachsender Beliebtheit

Abb. 1 - Vergleich der Zusammensetzung von SVB und üblichem Rüttelbeton Abb. 1 - Vergleich der Zusammensetzung von SVB und üblichem Rüttelbeton

Selbstverdichtender Beton (SVB) gehört zu den herausragenden betontechnologischen Entwicklungen der jüngeren Vergangenheit. Aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften kann SVB einen erheblichen Beitrag zur Verbesserung der Qualität der Bauausführung leisten und der Betonbauweise neue Anwendungsgebiete erschließen. Auch das wirtschaftliche Potenzial des SVB ist immens, da infolge des nicht mehr erforderlichen Verdichtungsvorganges eine wesentliche Vereinfachung des Bauablaufes möglich ist und die Arbeitsbedingungen deutlich verbessert werden.

Selbstverdichtender Beton ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass auf den zusätzlichen Eintrag von Rüttelenergie zur Verdichtung des Betons verzichtet werden kann. SVB verdichtet sich allein aufgrund seines Eigengewichtes und entlüftet fast vollständig während des Fließens in der Schalung. Er füllt selbst in sehr dichtbewehrten Bauteilen alle Aussparungen, Bewehrungszwischenräume und Hohlräume nahezu lückenlos aus und verteilt sich entmischungsfrei bis zum Niveauausgleich.

Ursprünglich vor etwa 10 Jahren in Japan entwickelt, erfreut sich SVB nunmehr auch in Deutschland stetig wachsender Beliebtheit. Grundsätzliche Hinweise für Herstellung, Einbau und Prüfung dieses Baustoffes gibt die DAfStb-Richtlinie "Selbstverdichtender Beton" [1], die jedoch noch nicht bauaufsichtlich eingeführt wurde. Daher ist beim Einsatz von SVB für konstruktive Zwecke gegenwärtig eine Zustimmung im Einzelfall einzuholen bzw. ein Produkt mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung zu verwenden.


Betontechnologische Grundlagen

Die Zielstellung jeglicher betontechnologischer Überlegungen zum SVB besteht darin, einen in hohem Maße fließfähigen Beton zu erhalten, ohne dass sich dieser entmischt oder blutet. Als Voraussetzung hierfür erweist sich ein fließfähiger Mörtel mit ausreichender Viskosität, in dem die gröberen Anteile der Gesteinskörnung entmischungsfrei "schwimmen" und in der Schalung transportiert werden können. Unabdingbar ist die Verwendung von hochwirksamen Fließmitteln, die in größeren Mengen, als vom konventionellen Rüttelbeton gewohnt, zugegeben werden müssen.

Grundsätzlich stehen für die Herstellung von SVB gegenwärtig drei unterschiedliche Konzepte zur Verfügung:

  • Erhöhung des Mehlkorngehaltes (Mehlkorn-Typ)
  • Verwendung von geeigneten stabilisierenden Betonzusatzmitteln (Stabilisierer-Typ)
  • Kombination der beiden vorgenannten Maßnahmen (Kombinations-Typ)
Abb. 2 - Prüfung der Frischbetoneigenschaften Abb. 2 - Prüfung der Frischbetoneigenschaften

Die Erhöhung des Mehlkorngehaltes auf Werte von teilweise wesentlich mehr als 550 kg/m³ kann dabei durch die Zugabe von Flugasche, inertem Gesteinsmehl (Kalksteinmehl, Quarzsand), Silikastaub oder Hüttensand erfolgen.

Die Entwicklung von Mischungskonzeptionen für selbstverdichtende Betone ist ein äußerst komplexer Vorgang, der in der Regel empirisch durch aufeinander folgende Leim-, Mörtel- und Betonversuche erfolgt. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass auf der Basis eines Mörtels mit ausreichender Fließfähigkeit und Viskosität der SVB lediglich durch die Zugabe des Grobzuschlags und die Abstimmung der Fließmitteldosierung herstellbar ist. Im Rahmen der Untersuchungen am Mehlkornleim wird zunächst das optimale Wasser-Mehlkorn-Verhältnis ermittelt, während in den darauf folgenden Schritten die optimale Fließmittelmenge bestimmt wird.

Generell ist festzuhalten, dass es nicht den einen SVB gibt, sondern dieser jeweils zielgerichtet für den speziellen Anwendungsfall zu konzipieren ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass mittlerweile auch sandreiche Betone [2], Leichtbetone [3] und Stahlfaserbetone [4] mit selbstverdichtenden Eigenschaften für besondere Anforderungen zur Verfügung stehen.

Frischbetoneigenschaften müssen mit geeigneten Verfahren geprüft werden

Die Anforderungen an die Frischbetoneigenschaften des SVB sind durch geeignete Prüfverfahren zu regeln. Dabei spielen neben der schon erwähnten Fließfähigkeit und Viskosität auch die Gefügestabilität, Blockierneigung, Selbstentlüftungs- und Selbstnivellierungsfähigkeit eine wesentliche Rolle.

Im Regelfall kann die Prüfung der Frischbetoneigenschaften auf die Ermittlung des Setzfließmaßes mit oder ohne Blockierring begrenzt werden. Dabei muss SVB nach [1] ein Setzfließmaß von ≥ 700 mm ohne Blockierring und von ≥ 650 mm bei Verwendung des Blockierrings erreichen. Im Zuge des Fliegens des zu prüfenden Betons auf der Ausbreitplatte dürfen keine erhöhten Mengen von Grobzuschlag innerhalb des Blockierrings zurückbleiben. Als Maßstab für die gleichbleibende Betonzusammensetzung dient beim Setzfließversuch mit Blockierring die Zeit t500; diese ergibt sich aus der Zeit, die der Ausbreitkuchen benötigt, um einen Durchmesser von 500 mm zu erreichen.

Herstellung und Verarbeitung von SVB als Transportbeton

Nachdem SVB im Anfangsstadium seiner Entwicklung fast ausschließlich in der Fertigteilindustrie zur Anwendung kam, ist nunmehr auch ein steigender Einsatz als Ortbeton zu verzeichnen. Nachfolgend werden für den Transport und die Verarbeitung des SVB auf der Baustelle einige grundsätzliche Anwendungsregeln angegeben [5].

Bei der Konzeption des betreffenden SVB ist die mögliche Zeitspanne zwischen Mischen und Verarbeiten des Betons zu berücksichtigen. Die Mischzeiten sind auf die vorhandene Mischtechnik abzustimmen.

SVB entlüftet nur dann im geforderten Maß, wenn er eine ausreichende Strecke fließen kann. Sofern erforderlich (z.B. beim Betonieren von Stützen), sind Hilfsvorrichtungen wie Rutschen vorzusehen. Die Einbaugeschwindigkeit des SVB ist ähnlich wie bei konventionellem Rüttelbeton oder schneller zu wählen. Auf die Dichtigkeit der verwendeten Schalung ist besonders zu achten, um das Auslaufen des Frischbetons zu verhindern. Kleine Spalten in der Schalung können vom SVB zwar überbrückt werden, läuft dieser aber erst einmal aus, dann vollständig. Der Schalungs- druck kann auf der sicheren Seite liegend mit dem hydrostatischen Druck angesetzt werden.

Wegen der Fähigkeit der Selbstnivellierung werden beim Betonieren von bereits geringfügig geneigten freien Oberflächen besondere Maßnahmen zur Gewährleistung der gewünschten Bauteilgeometrie erforderlich.

Nach dem Einbringen des SVB ist sofort mit den vorgesehenen Nachbehandlungsmaßnahmen zu beginnen. Es hat sich gezeigt, dass SVB teilweise empfindlicher auf Wasserverluste im jungen Betonalter reagiert (plastisches Schwinden), als vergleichbarer Rüttelbeton.

Quellen-und-Verweise  QUELLEN UND VERWEISE:
HTWK Leipzig - Fachbereich Bauwesen
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