Beton: Arten, Herstellung, Eigenschaften
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| Language: | German |
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Berlin
Verl. f. Architektur u. techn. Wissenschaften
1989
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Beton
Arten — Herstellung -— Eigenschaften
- Verlag für Architektur
und technische Wissenschaften
Ernsm Sohn Berlin
IX
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort ‚ ‚ ‚ V
Vorwort VII
Formelzeichen und Abkürzungen XXIII
1 Definition und Einteilung 1
1 1 Betonarten 1
111 Betongefüge 2
112 Zuschlag ‚ 2
113 Bindemittel 3
114 Ort der Herstellung und Verwendung 3
115 Herstellverfahren 4
116 Bewehrung 6
117 Rohdichte und Druckfestigkeit 6
118 Beton mit besonderen Eigenschaften 6
119 Beton für bestimmte Anwendungsgebiete 7
1 2 Betonklassen ‚ 8
121 Festigkeitsklassen 8
122 Rohdichteklassen 9
1 3 Betongruppen 10
1 4 Betonsorten 10
2114 Portlandkalksteinzement 14
2115 Tonerdezement 14
2116 Sonderzemente 14
212 Zementherstellung ‚ 17
213 Reaktionen des Zements mit dem Anmachwasser 19
2131 Hydratphasen 19
2132 Hydratationsprodukte 20
2133 Hydratationsverlauf 21
2134 Ansteifen und Erstarren 22
2135 Aufbau des Zementsteins 23
214 Bautechnische Eigenschaften des Zements 28
2141 Erhärten und Festigkeit 28
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Inhaltsverzeichnis
Zementfestigkeitsklassen 28
Festigkeitsentwicklung 30
Biegezugfestigkeit 33
Erstarren ‚ 34
Mahlfeinheit 35
Dichte und Schüttdichte 37
Raumbeständigkeit 37
Chemische Widerstandsfähigkeit 38
Hydratationswärme 39
Formänderungen 41
Farbe ‚ ‚ 42
Wasserdurchlässigkeit 42
Zuschlag 43
Einteilung 44
Bezeichnung ‚ 45
Anforderungen ‚ 45
Allgemeine Anforderungen ‚ 45
Kornzusammensetzung 45
Kornform und Komoberfläche 47
Festigkeit ‚ 48
Frostwiderstand 48
Schädliche Bestandteile 50
Zusätzliche Anforderungen an gebrochene Hochofenschlacke 53
Zusätzliche Anforderungen an künstlich hergestellten
Leichtzuschlag ‚ 53
Zuschlagarten — Herstellung und Eigenschaften 54
Normalzuschlag 54
Übersicht ‚ 54
Eigenschaften 56
Leichtzuschlag 59
Zuschlag für Konstruktionsleichtbeton 59
Zuschlag für vorwiegend wärmedämmende Leichtbetone 63
Schwerzuschlag 64
Betonzusatzmittel 65
Begriffsbestimmung 65
Wirkungsgruppen 65
Anwendungsbereich 66
Allgemeine Anforderungen 67
Gleichmäßigkeit und Haltbarkeit 67
Verträglichkeit mit Beton und Bewehrung 67
Einfiuß auf das Erstarren 68
Einfluß auf die Raumbeständigkeit 68
Einfluß auf den Luftgehalt des Betons 68
Besondere Anforderungen ‚ 68
Arten und Wirkung 69
Betonverflüssiger (BV) und Fließmittel (FM) 69
Luftporenbildner (LP) 73
Dichtungsmittel (DM) 74
Verzögerer (V Z) 75
Beschleuniger (BE) ‚ 78
Inhaltsverzeichnis XI
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Einpreßhilfen (EH) für Einpreßmörtel bei Spannbeton 79
Stabilisierer (ST) ‚ 80
Betonzusatzmittel für Sonderzwecke 80
Schaumbildner und Gasbildner 80
Entschäumer 82
Fettalkohol 82
Pilz-‚ keim- und insektentötende Zusatzmittel 83
Zusatzmittel zum Korrosionsschntz der Bewehrung 83
Betonzusatzstoffe 83
Begriffsbestimmung 83
Einteilung 83
Feinkörnige mineralische Zusatzstoffe 84
Inerte Stoffe 84
Puzzolanische Stofle 85
Allgemeines 85
Steinkohlenflugasche 85
Silicastaub (silica fume, microsilica) 90
Auswirkung auf die Festbetoneigenschaften 91
Latent hydraulische Stoffe 93
Farbstoffe 94
Organische Stoffe 96
Zugabewasser 97
Begriffsbestimmung 97
Anforderungen 97
Beurteilung 97
Betontechnologische Vergleichsprüfungen 100
Betonzusammensetzung 101
Kornzusammensetzung des Zuschlags 101
Allgemeines 4 101
Sieblinien 102
Stetige und unstetige Kornzusammensetzung 102
Gegenüberstellung 102
Stetige Sieblinien 103
Sieblinien für Ausfallkörnungen 106
Kennwerte für die Komverteilung und den Wasseranspruch 108
Zusammenstellung des Zuschlaggemisches 112
Betonaufbau 114
Wasseranspruch 114
Komzusammensetzung 114
Kornform und Oberflächenbeschafienheit des Zuschlags 115
Zementgehalt und Zementart 116
Betonzusätze 118
Wasserzementwert und Zementgehalt 119
Allgemeines 119
Beton mit bestimmter Festigkeit 120
Bewehrter Beton 123
Beton für Außenbauteile 124
Beton mit besonderen Eigenschaften 127
Inhaltsverzeichnis
Feinststoffe (Mehlkorn und Feinstsand) 127
Mischungsentwurf 130
Berechnung 130
Eignungsprüfung 132
Beispiele 133
Beton B25, Regelkonsistenz 133
Beton mit hohem Frost- und Tausalzwiderstand für bewehrte
Bauteile 135
Herstellung, Verarbeitung und Nachbehandlung ‚ 139
Herstellung 139
Abmessen der Ausgangsstoffe 139
Frischbetontemperatur 140
Mischen 142
Allgemeines 142
Mischzeit 143
Intensivmischen 144
Zementleimvormischung 145
Transportbeton ‚ ‚ 145
Mischen mit Dampfzuführung 145
Begriff und Zweck 145
Dampfinjektion 146
Wärme- und Dampfbedarf 146
Zusammensetzung, Herstellung und Verarbeitung des Betons ‚ 147
Trockenbeton 148
Verarbeitung 148
Befördern des Betons 148
Fördern auf der Baustelle 150
Allgemeines 150
Pumpbeton 150
Anwendung ‚ 150
Betonzusammensetzung 151
Einrichtung und Betrieb 152
Vorbehandlung der Schalung 154
Allgemeines 154
Trennmittel 155
Wirkungsweise 155
Anforderungen 155
Trennmittelarten ‚ 155
Auftrag der Trennmittel 157
Einbringen 158
Allgemeines 158
Fließbeton 158
Schüttbeton 159
Verdichten 1 59
Allgemeines 159
Verdichtungsarten 160
Rüttelverdichtung 161
Allgemeines 161
Innenrüttler 162
Inhaltsverzeichnis
XIII
Außenrüttler 165
Oberflächenrüttler 168
Nachverdichten 169
Vakuumbehandlung 170
Verfahren 170
Zusammensetzung und Einbau des Betons 171
Betoneigenschaften 171
Anwendung 172
Arbeitsfugen 173
Allgemeines 173
Anordnung 173
Ausführung 174
Nachbehandlung 175
Allgemeines 175
Schutz gegen vorzeitiges Austrocknen 176
Bedeutung 176
Auswirkung 177
Maßnahmen 179
Verfahren 180
Dauer 181
Schutz gegen niedrige Temperaturen 183
Allgemeines ‚ ‚ 183
Frischbetontemperatur 183
Gefrierbeständigkeit 183
Frostschutzmittel 184
Schutz gegen schnelle Abkühlung 185
Schwingungen und Erschütterungen 185
Beton 185
Verbund der Bewehrung 186
Wärmebehandlung 187
Allgemeines 187
Einfluß der Temperatur, Reife 188
Arten der Wärmebehandlung 191
Zeitlicher Ablauf 191
Vorlagern 192
Erwärmen 193
Höchsttemperatur und Verweildauer 193
Nachbehandeln 195
Belasten 196
Verfahren 196
Dampfbehandlung 196
Warmluftbehandlung 196
Beheizen der Schalung 196
Infrarotbestrahlung 196
Elektrische Erwärmung 197
Betonzusammensetzung 197
Wasserzementwert und Konsistenz 197
Zement 198
Zuschlag und Zusätze 198
Betoneigenschaften 198
XIV
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Inhaltsverzeichnis
Druckfestigkeit 198
Zugfestigkeit 199
Wasserundurchlässigkeit 199
Verschleißwiderstand ‚ 199
Frostwiderstand, Frost- und Taumittelwiderstand und
Widerstand gegen chemische Angriffe 199
Formänderungen 199
Verbund Beton — Bewehrung 200
Dampfhärtung 200
Tränkung (Imprägnieren) 202
Allgemeines ‚ 202
Kunststoffe ‚ 202
Schwefel ‚ 204
Frischbeton 205
Verarbeitung und Konsistenz 205
Begriflsbestimmung 205
Anforderungen und Einflüsse 205
Allgemeines 205
Wassergehalt und Wasserzementwert 206
Feinststoffe 206
Zuschlag 206
Zusatzmittel und Zusatzstoffe ‚ 207
Konsistenzmaße 208
Verdichtungsmaß 209
Ausbreitmaß 209
Setzmaß 210
VEBE-Grad 210
Auslaufzeit nach WERSE 210
Eindringmaße 211
Konsistenzbereiche 212
Fließbeton 214
Konsistenz 214
Ausgangsbeton 214
Dosierung des Fließmittels 215
Einbringen und Verdichten 215
Anwendung 216
Konsistenzentwicklung 216
Rohdichte 218
Luftgehalt 219
Allgemeines 219
Bestimmungsmethoden 220
Druckausgleichverfahren 220
Modifiziertes Druckausgleichverfahren 222
Volumetrisches Verfahren ‚ 222
Rechnen sche Ermittlung 223
Grünstandfestigkeit 224
Schalungsdruck 226
Inhaltsverzeichnis XV
Wasserabsondern — Absetzen 227
Frischbetonanalyse 228
Allgemeines 228
Wassergehalt 228
Darrversuch 229
KELLv—VAiL-Verfahrcn 229
Vakuumdestillation 229
Zementgehalt 230
Stoffraumrechnung ‚ 230
Auswaschversuch 230
RAM-Methode 231
Flotationsverfahren 232
Wasserzementwert ‚ 2 232
Junger Beton 235
Allgemeines 235
Verformungen 235
Chemisches Schrumpfen 235
Plastisches Schwinden 236
Wärmedehnzahl 238
Temperaturentwicklung infolge Hydratation 239
Adiabatischer Temperaturverlauf 239
Temperaturverlauf im Bauwerk 241
Festigkeit 245
Verformungseigenschaften 246
Dehnfähigkeit 246
Arbeitslinie und E—Modul 247
Relaxation 249
ReiBncigung 249
Formänderungen der Schalung 249
Temperatureinflüsse 250
Austrocknung 251
Festbeton 253
Eigenschaften und deren Beeinflussung 253
Rohdichte 253
Porenraum 254
Allgemeines 254
Ermittlung 254
Druckfestigkeit 257
Allgemeines 257
Beeinflussung der Druckfestigkeit 258
Betonzusammensetzung 259
Erhärtungsbedingungen 259
Bestimmung der Kurzzeitdruckfestigkeit 259
Prülkörper 259
XVI
Inhaltsverzeichnis
Prüfeinflüsse
Feuchte und Temperatur
Vorbelastung
26S
Streuung der Kurzzeit(Güte)festigkeit 265
Betonfestigkeitsklassen
Definition und Anforderungen
Nachweis
Annahmebedingungen
Zielfestigkeit für den Mischungsentwurf
Festigkeitsentwicklung
Allgemeines
Einfiußgrößen 272
Nacherhärtung
Frühfestigkeit
Dauerstandfestigkeit ‚
Dauerschwing(Druckschwell)festigkeit
Allgemeines
WöHLERlinie
Druckschwellfestigkeit ‚
Betriebsfesligkeit ‚
Mehrachsige Festigkeit
Kurzzeitfestigkeit
Dauerstand- und Druckschwellfestigkeit 286
Teilflächenbelastung 286
Bauwerksfestigkeit
Allgemeines
Bauwerks- und Gütefestigkeit
Beurteilung der Prüfergebnisse
Anwendungen
Prüfverfahren
Zerstörende Verfahren 289
Zerstörungsfreie Verfahren
Beschleunigte Festigkeitsprüfungen
Hochfester Beton (High strength concrete)
Ausgangsstoffe
Betonzusammensetzung
Verdichten
Nachbehandlung
Erreichbare Festigkeiten ‚
Eigenschaften und Anwendung 299
Zugfestigkeit
Allgemeines 30
Beeinflussung der Zugfestigkeit ‚ 301
Biegezugfestigkeit 30
Bestimmung 30
Einflüsse 30
Spaltzugfestigkeit 304
Zentrische Zugfestigkeit 305
Festigkeitverhältniswerte 306
Mehrachsige Zugfestigkeit
r
Inhaltsverzeichnis
XVII
Schub-, Scher- und Torsionsfestigkeit 309
Schlagfestigkeit 309
Verbund Beton—Bewehrung 311
Allgemeines - 311
Verbundfestigkeit 312
Auswirkungen 313
Formänderungen 313
Lastabhängige Formänderungen 313
Elastische Formänderungen 314
Arbeitslinie 314
Erstbelastung 314
Wiederholte Belastung - 317
Einfluß von Temperatur und Feuchte 318
Faserbeton 318
Polymerisierter Beton 319
Zugbelastung 319
Arbeitsvermögen 321
Elastizitätsmodul 322
Definition und Bestimmung 322
Beeinflussung 324
Rechenwerte 326
Zeitliche Entwicklung 327
Zusammenhang statischer — dynamischer E-Modul 327
Zugbelastung 328
Querdehnzahl und Schubmodul 328
Querdehnzahl 328
Schubmodul 329
Kriechen und Relaxation 330
Allgemeines 330
Kriechinaß und Kriechzahl 331
Fließen 334
Fließzahl 335
Rechenwerte 335
Betonzusammensetzung 335
Belastungsalter und zeitlicher Verlauf 336
Verzögert elastische Verformung 337
Endkriechzahl 338
Einfiuß des Belastungsalters 339
Junger Beton 339
Hohes Belastungsalter 340
Einfluß der Temperatur 340
Hohe Temperaturen 340
Niedrige Temperaturen 346
Zug-, Torsions- und Schwellbelastung 347
Spannungsrelaxation 348
Schwinden und Quellen 349
Allgemeines 349
Schwindmaß 351
Beeinflussung des Schwindmaßes 352
Austrocknungsbedingungen 352
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Inhaltsverzeichnis
Betonzusammensetzung ‚
Wärmebehandlung
Temperaturverfomiungen
Allgemeines
Wärmedehnzahl
Zementstein
Zuschlag
Beton ‚ ‚
Gefügespannungen
Dauerhaftigkeit ‚
Allgemeines
Anforderungen an den Beton
Verschleißwiderstand ‚
Allgemeines
Angrifl sarten
Schleifende Beanspruchung
Rollende Beanspruchung
Prallbeanspruchung durch Schüttgüter und Flüssigkeiten
Beeinflussung ‚
Druckfestigkeit
Betonzusammensetzung
‚ 364
Verarbeitung
Nachbehandlung
Dichtheit gegen Flüssigkeiten und Gase
Allgemeines
Dichtheit gegen Wasser
Einflüsse und Beurteilung ‚
Prüfung
Wasserundurchlässiger Beton 369
Herstellung 369
Zusammensetzung
Konsistenz, Verarbeitung und Nachbehandlung
Dichtheit gegen andere Flüssigkeiten
Dichtheit gegen Gase
Einflüsse und Beurteilung
Gasundurchlässiger Beton
Frostwiderstand und Frost- und Taumittelwiderstand
Allgemeines
Frostwiderstand
Frostwirkung 375
Beeinflussung 375
Betonzusammensetzung
Frost- und Taumittelwiderstand
Frost- und Taumittelwirkung 376
Beeinflussung
Luftporensystem ‚
Wirkungsweise
Anforderungen und Kennwerte
Luftgehalt im Frischbeton
Inhaltsverzeichnis
XIX
Erzeugung der Luftporen ‚ 379
Betonzusammensetzung 380
Beton mit sehr steifer Konsistenz 382
Zusätzliche Schutzmaßnahmen 383
Widerstand gegen chemische Angriffe 384
Allgemeines ‚ 384
Angreifende Stoffe und ihre Wirkung 384
Lösender Angriff 384
Treibender Angriff 395
Vorkommen der angreifenden Stoffe 396
Wässer 396
Beurteilung des Angriffsvermögens 398
Wässer 398
Gase 401
Beton mit hohem Widerstand 401
Allgemeines 401
Betonmsammensetzung 402
Zementart 402
Zuschlag 403
Zusatzstofl e 403
Schutzmaßnahmen und bauliche Ausbildung 404
Widerstand gegen Alkalireaktion 405
Ursache und Wirkung 405
Vorbeugende Maßnahmen 406
Verhalten bei tiefen und hohen Temperaturen 406
Tiefe Temperaturen 406
Hohe Temperaturen 407
Allgemeines 407
Beton für Gebrauchstemperaturen bis 250°C 408
Betonzuschlag 408
Druckfestigkeit 410
Zugfestigkeit 414
Verbund Beton — Bewehrung 415
Formänderungen 415
Rechenwerte für E—Modul und Druckfestigkeit 418
Wärmeleitfähigkeit 419
Brandverhalten und Feuerwiderstand 419
Widerstand gegen radioaktive Strahlung 420
Korrosionsschutz der Bewehrung 421
Voraussetzungen 421
Einleitung der Korrosion 422
Carbonatisierung 422
Allgemeines 422
Carbonatisierungstiefe und -geschwindigkeit 422
Chloridkorrosion 427
XX
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g
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—
Inhaltsverzeichnis
Allgemeines 427
Chloridverteilung
Kritischer Chloridgehalt
Ausbreitung der Korrosion
Allgemeines
Bei Carbonatisierung 435
Bei Chlorideinwirkung 435
Anforderungen an den Beton 43
Allgemeines ‚
Bei Chlorideinwirkung 43
Beständigkeit anderer Stofle in Beton
Leichtbeton
Übersicht
Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge
Allgemeines 443
Tragverhalten
Festigkeits- und Rohdichteklassen
Betonzusammensetzung
MiSChungsentwurf
Konsistenz
Kornzusammensetzung des Zuschlags
Wasseranspruch
Zementgehalt
Herstellung Verarbeitung und Nachbehandlung
Herstellung
Verarbeitung
Nachbehandlung
Festbetoneigenschaften
Druckfestigkeit und Rohdichte
Festigkeitsentwicklung
Dauerstand— und Druckschwellfestigkeit
Teilflächenbelastung
Zugfestigkeit
Formänderungen
Wärmeleitfähigkeit
Dichtheit gegen Wasser und Wasserdampf
Dauerhaftigkeit
Brandverhalten und Feuerwiderstand
Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge 462
Allgemeines
Betonzusammensetzung 46
Mischungsentwurf 46
Zuschlag 462
Wasseranspruch 463
Zementgehalt 463
Druckfestigkeit und Rohdichte 463
Elastizitätsmodul 464
Schwinden 464
Inhaltsverzeichnis XXI
Dichtheit und Korrosionsschutz der Bewehrung 465 V
Verbund Beton — Bewehrung 465
Wärmeleitfähigkeit 465
Wasserdampfdurchlässigkeit 465
Frostwiderstand 465
Spritzbeton 467
Allgemeines 467
Ausgangsstoffe und Betonzusammensetzung 468
Ausgangsstoffe 468
Zement 468
Zuschlag 468
Zusatzmittel 468
Zusatzstoffe 472
Betonzusammensetzung 473
Herstellung und Verarbeitung 473
Trockenspritzverfahren 473
Naßspritzverfahren 474
Vergleich der Verfahren 474
Festbetoneigenschaften 475
Allgemeines 475
Druckfestigkeit 476
Verformungsverhalten 478
Faserspritzbeton 481
Allgemeines 481
Anwendung 481
Faserwerkstofle 481
Herstellung und Verarbeitung 481
Festbetoneigenschaften 482
Faserbeton 483
Allgemeines 483
Zusammenwirken von Fasern und Matrix 484
Ungerissene Matrix 484
Verhalten nach dem Anriß 484
Fasern 488
Stahlfasern 488
Glasfasern 489
Kunststoffasern 490
Kohlenstoff— und Zellulosefasern 492
Zusammensetzung 493
Beton 493
Fasern 493
Herstellung 494
Eigenschaften 495
XXII Inhaltsverzeichnis
10 6 1 Verhalten bei Druckbeanspruchung 495
10 6 2 Verhalten bei Zugbeanspruchung 495
10 6 3 Verhalten bei Biegebeanspruchung 497
10 6 4 Verhalten bei Schlag- und Stoßbeanspruchung 499
10 6 5 Verhalten bei Querkraft— und Torsionsbeanspruchung 500
10 6 6 Kriechen und Schwinden 502
10 6 7 Reißneigung bei behindertem Schwinden 502
10 6 8 Dauerhaftigkeit 502
10 6 9 Frostwiderstand, Frost- und Tausalzwiderstand 504
10 6 10 Hitzebeständigkeit 505
10 6 11 Verschleißwiderstand 505
10 7 Anwendung 506
Literaturverzeichnis
Stichwortverzeichnis 5
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