Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, durch Vergleichsuntersuchungen festzustellen, inwieweit sich bei der Behandlung von noch frischen und bereits erhärteten Betonoberflächen mit praxisüblichen Wassergläsern eine Verschleißfestigkeit einstellt. Begleitend wurde die Wirksamkeit verschiedener Wassergläser zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes bei Industrieböden im Vergleich zu Betonoberflächen mit und ohne Hartstoffmörtelschicht beurteilt und eingestuft. Hierzu wurden einschlägige Untersuchungen zum einen zur Abriebfestigkeit von Industriebodenplatten mit und ohne Applikation von Wasserglas (Basis Natrium / Kalium) bzw. Hartstoffmörtelschicht, zum anderen hinsichtlich deren Dichtigkeit des oberflächennahen Betongefüges (Eindringtiefe von Wasserglas, Gefügeverdichtung) durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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S 177: Bestimmung von Kenndaten zur sicheren Charakterisierung von Fugenvergussmassen
Rolf Breitenbücher, Frederik Buckenhüskes, Martin Radenberg, Dominik Twer
118 S., 198 Abb.,111Tab., ISBN 978-3-95606-683-2, 2022
Füllsysteme für Fugen in Betonfahrbahnen sind während ihrer Nutzungsdauer vielfältigen Bean-spruchungen ausgesetzt. Daraus leiten sich erhöhte Anforderungen an die Dauerhaftigkeit des Gesamtsystems „Fuge“ ab. Neben jahreszeitlich schwankenden klimatischen Änderungen spielen insbesondere zyklische Beanspruchungen durch den überrollenden Verkehr sowie die Alterung der Fugenmassen eine maßgebliche Rolle. Ziel dieses Forschungsprojekts war es, ein praxisorientiertes Prüfverfahren zu entwickeln, das zum einen das Gesamtsystem „Fuge“ bestehend aus Betonfugen-flanke, Voranstrichmittel sowie der Fugenmasse umfasst und andererseits die maßgebenden Szenarien der in-situ-Beanspruchungen realistisch abbildet. Dazu wurden Systemprüfkörper bestehend aus Beton
und Fugenfüllstoff definiert, an denen über die herkömmlichen Prüfungen am Füllstoff hinaus, statische Zug-/Scherversuche und zyklische Druck-/Zug-/Scherversuche an neuen und künstlich gealterten Proben vorgenommen wurden. Diese Prüfungen wurden sowohl an Laborproben (Referenz) als auch an Systemprüfkörpern aus Bohrkernen von originären Bestandstrecken durchgeführt. Die Unter-suchungen zeigten u.a., dass die heiß verarbeitbaren Fugenmassen, mit Ausnahme der modifizierten Fugenmasse vom Typ N2+, infolge künstlicher Alterung erheblich versprödeten, d.h. bei deutlich redu-ziertem Dehnvermögen höhere Maximalspannungen aufwiesen. Dieser Effekt zeichnete sich auch bei den im dynamischen Scherrheometer ermittelten Phasenwinkeln und komplexen Schermoduln ab. Unter der Annahme eines exponentiellen Verlaufs der Alterung von heiß verarbeitbaren Fugenmassen, konnte für die künstliche Laboralterung ein simulierter Nutzungszeitraum von etwa 6 Jahren ermittelt werden. Fⁿr die kalt verarbeitbaren Fugenmassen erwies sich die für heiß verarbeitbare Fugenmassen herangezogene künstliche Alterung unter Druck- und Temperaturbeanspruchung als nicht zweckmäßiges Verfahren. Zur ersten Validierung der entwickelten Laborprüfverfahren wurde im BAB-Netz eine heiß und eine kalt verarbeitbare Fugenmasse über die ersten 21 Monate Nutzungsdauer intensiv beobachtet. Unter Einbeziehung der Systemprüfungen an Labor- und in-situ-Proben wurde ein erster Bewertungsansatzentwickelt, mit dem, anhand wissenschaftlich orientierter Kenn- und Grenzwerte, Fugenmassen im nicht gealterten ebenso wie im künstlich gealterten Zustand bewertet werden
können.
Aktualisiert: 2023-01-16
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BASt Heft 1123: Selbstverdichtender Beton für den Einsatz im Betonstraßenbau
R. Breitenbücher, F. Holzmann, S. Kunz
128 S., 94 Abb., 50 Tab., ISBN 978-3-95606-273-5, 2017, EUR 19,50
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Formstabilität bzw. Grünstandfestigkeit können bislang mit einem Gleitschalungsfertiger ausschließlich steife bis sehr steife Betone eingebaut werden. Diese müssen intensiv verdichtet werden. Infolge einer Feinmörtelanreicherung in den Rüttelgassen kann es dabei zu einer Rissbildung in ebendiesen Schwachstellen kommen. Durch den Einsatz von selbstverdichtendem Beton (SVB) könnte dies vermieden werden, da die nachträgliche Verdichtung entfällt. Ein konventioneller SVB ist jedoch aufgrund der in diesem Sonderfall erforderlichen konträren Eigenschaften (hohe Fließfähigkeit und Selbstentlüftung beim Einbau, ausreichende Grünstandfestigkeit / Formstabilität bereits nach rund zwei bis fünf Minuten) nicht für den Einbau mit einem Gleitschalungsfertiger geeignet.
Durch den Einsatz thixotropiernder Zusatzmittel (Metakaolin oder Stärkeflocken; Variante A) oder durch eine separate Additivzugabe zu herkömmlichem SVB (Superabsorbierende Polymere (SAP) oder Fließmittel auf Naphthalinsulfonat-Basis in Kombination mit PCE-Fließmitteln; Variante B) können die geforderten Betoneigenschaften erzielt werden. Sowohl bei der Herstellung von thixotrop eingestellten Betonen als auch bei einer nachträglichen Zugabe von Additiven steifen die Betone zeitabhängig an.
Ein Kompromiss zwischen ausreichender Fließfähigkeit zu Beginn und einer möglichst hohen Formstabilität bei Verlassen der Gleitschalung konnte in den Untersuchungen sowohl für Betone der Varianten A und B ermittelt werden. Für den Einbau von solchen SVBs mit Gleitschalungsfertigern in der Praxis sind jedoch eine grundlegende Modifikation des Gleitschalungsfertigers sowie weitergehende Untersuchungen der Festbetoneigenschaften der hergestellten Betone notwendig. Dabei müssen die Anforderungen der TL-Beton StB 07 an den Festbeton eingehalten werden. Die bisherigen Versuchsergebnisse deuten darauf hin, dass die Anforderungen im Wesentlichen erfüllt werden können.
Aktualisiert: 2023-01-16
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BASt Heft 1124: Auswirkungen dynamischer Beanspruchungen in Beton von Fahrbahndecken auf potenzielle Gefügeschädigungen
R. Breitenbücher, S. Kunz
100 S., 52 Abb., 61 Tab., ISBN 978-3-95606-274-2, 2017, EUR 18,50
Fahrbahndecken aus Beton müssen über ihre Lebensdauer vielfältigen Beanspruchungen widerstehen. Neben niedrigfrequent veränderlichen Spannungen infolge jahres- und tageszeitlich wechselnder Temperatur- und Feuchtegradienten wirken insbesondere auch hochfrequent eingetragene Verkehrslasten auf den Beton ein. Durch die Überlagerung dieser beiden zyklischen / dynamischen Belastungen werden unter anderem die Steifigkeit sowie die Festigkeit des Betons infolge einer fortschreitenden Degradation im Mikrogefüge herabgesetzt. In der Bemessung werden die Auswirkungen einer solchen Degradation bisher allenfalls über einen globalen Beiwert berücksichtigt, nicht zuletzt da bisher keine genaueren Untersuchungen zum Verhalten charakteristischer Fahrbahndeckenbetone unter realitätsnahen Biegeschwellbelastungen vorliegen.
Vor diesem Hintergrund wurden im Rahmen dieses Forschungsprojektes Prismen (150 x 150 x 700mm³) aus charakteristischen Straßenbetonen bei Oberspannungen σo,i von 40%, 50% und 70% der Biegezugfestigkeit mit tlw. bis zu 10.000.000 Lastzyklen zyklisch belastet, wobei sukzessiv die Abnahmen des relativen dynamischen E-Moduls aufgezeichnet wurden. Nach Beendigung der Biegeschwellbelastung wurden an den vorgeschädigten Probekörpern die Rest-Festigkeiten und -Steifigkeiten und tlw. auch die kap. Wasseraufnahmen sowie die Rissbildung (lichtmikroskopisch) ermittelt.
Bereits nach wenigen Millionen Lastzyklen war dabei ein Abfall des relativen dynamischen
E-Moduls um rund 10% bis 15%, in Abhängigkeit der Oberspannung, zu verzeichnen, was auf eine fortgeschrittene Gefügeauflockerung hindeutet. Gleichzeitig führte ebendiese Degradation zu einer deutlichen Verringerung der Dichtigkeit des Gefüges gegenüber Wasser und Taumittellösungen. Der Abfall der Festigkeit sowie der Steifigkeit betrug ebenfalls rund 10% bis 15%, jedoch konnte hier kein eindeutiger Zusammenhang zur Lastwechselzahl und Oberspannung festgestellt werden.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Im begleitend zum 4. Symposium Baustoffe und Bauwerkserhaltung "Industrieböden aus Beton" erschienenen Tagungsband wird ein Überblick über die Planung und Bemessung sowie die Ausführung von Betonböden gegeben. Weiterhin wird auf Schäden sowie deren Instandsetzung und Sonderbauweisen eingegangen.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, durch Vergleichsuntersuchungen festzustellen, inwieweit sich bei der Behandlung von noch frischen und bereits erhärteten Betonoberflächen mit praxisüblichen Wassergläsern eine Verschleißfestigkeit einstellt. Begleitend wurde die Wirksamkeit verschiedener Wassergläser zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes bei Industrieböden im Vergleich zu Betonoberflächen mit und ohne Hartstoffmörtelschicht beurteilt und eingestuft. Hierzu wurden einschlägige Untersuchungen zum einen zur Abriebfestigkeit von Industriebodenplatten mit und ohne Applikation von Wasserglas (Basis Natrium / Kalium) bzw. Hartstoffmörtelschicht, zum anderen hinsichtlich deren Dichtigkeit des oberflächennahen Betongefüges (Eindringtiefe von Wasserglas, Gefügeverdichtung) durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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In den vergangenen Jahren wurden über ganz Deutschland verteilt Risse in verschiedenen Betonfahrbahndeckenlosen festgestellt, denen in den meisten Fällen keine eindeutige Rissursache zugeordnet werden konnte. Für diese Risse kommen mehrere, sowohllastabhängige als auch lastunabhängige Ursachen in Betracht, die sich zeitlich und räumlich überlagern können. Dabei werden diese Risse immer wieder mit einer Alkali-KieselsäureReaktion (AKR) in Verbindung gebracht. Es ist jedoch unklar, inwieweit eine solche AKR maßgeblich zur Rissbildung in Betonfahrbahndecken beiträgt. Um dieser Fragestellung näher zu kommen, wurden in Phase I dieses Forschungsprojektes neben gezielten Literaturstudien insbesondere Auswertungen von Bauwerksakten und einschlägige AKRUntersuchungen an ausgewählten Betonfahrbahndeckenlosen (mit und ohne Rissbildung) durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Der DAfStb gibt eine der umfangreichsten und angesehensten Schriftenreihe des Betonbaus heraus. Seit 1947 sind weit über 400 Hefte erschienen. Sie führt in einzigartiger Weise wissenschaftliche Grundlagen und praxisorientierte Beiträge zu Fragen der Bemessung, Betontechnik, Umweltverträglichkeit, Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit im Betonbau zusammen. Die Schriftenreihe spricht gleichermaßen alle Bauentscheidungsträger und am Bau beteiligten Gruppen des privaten und öffentlichen Bereiches an und dienen der Unterstützung der täglichen Arbeit ebenso wie der Weiterentwicklung der Bauart.
Aktualisiert: 2020-11-26
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Beim konventionellen Bau von Fahrbahndecken mit Gleitschalungsfertigern wird die Verdichtungsenergie über Rüttelgassen eingebracht. Hierbei kann es zu lokal geringfügig unterschiedlicher Verdichtung über den Querschnitt kommen. Dem könnte mit selbstverdichtendem Beton abgeholfen werden. Allerdings muss ein solcher Beton gleichzeitig die nahezu konträre Anforderung an die frühzeitige hohe Grünstandfestigkeit erfüllen. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, abzuschätzen, inwieweit ein solcher selbstverdichtender Beton mit hoher Grünstandfestigkeit mit betontechnologischen Modifizierungen entwickelt werden kann.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Für eine frühzeitige Verkehrsfreigabe von Betonfahrbahndecken wird in der ZTV Beton-StB 07 eine Mindestbetondruckfestigkeit von 26 N/mm2 gefordert. Insbesondere Betonfahrbahnen, die bei niedrigen Temperaturen hergestellt und bereits im jungen Alter durch Frost und Taumittel beansprucht werden, müssen einen ausreichend hohen Widerstand gegen Frost-Tausalz-Wechsel aufweisen. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen dieses Forschungsprojektes die Dauerhaftigkeit von Waschbetonoberflächen bei Herstellung unter spätherbstlichen Klimabedingungen und bei frühzeitiger Verkehrsfreigabe unter Frost- Taumittel-Beanspruchung untersucht. Im Fokus auf die Waschbetonoberfläche wurden insbesondere die Einbettung der groben Gesteinskörnung in die Oberflächenmatrix mittels Oberflächenzugfestigkeitsprüfungen an befrosteten und unbefrosteten Proben sowie die Makrotextur vor und nach der Frost-Tausalz-Prüfung überprüft.
Aktualisiert: 2023-01-16
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