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Betonpraxis Holcim (Schweiz) AG Der Weg zum dauerhaften Beton Strength. Performance. Passion.

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  • Betonpraxis

    Holcim (Schweiz) AG

    Der Weg zum dauerhaften Beton

    Strength. Performance. Passion.

  • Inhaltsverzeichnis

    Copyright by Holcim (Schweiz) AG | Verfasser: Marketing und Technischer Support | 5. Auflage 2008 | Verkaufspreis: CHF 50.

    1 Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung 2

    1.1 Zemente 2

    1.2 Anmachwasser 11

    1.3 Gesteinskrnung 13

    1.4 Zusatzmittel 21

    1.5 Zusatzstoffe 26

    2 Vom Frischbeton zum Festbeton 32

    2.1 Zusammensetzung des Betons 32

    2.2 Festlegung des Betons 36

    2.3 Verarbeitbarkeit und Konsistenz 44

    2.4 Herstellung und Transport 46

    2.5 Einbringen und Verdichten 49

    2.6 Pumpbeton 51

    2.7 Spritzbeton 53

    2.8 Selbstverdichtender Beton 56

    2.9 Leichtbeton 60

    2.10 Hochfester Beton 63

    2.11 Recyclingbeton 66

    2.12 Sichtbeton 69

    2.13 Einfluss der Schalungen 72

    2.14 Nachbehandlung 75

    2.15 Betonieren bei warmer Witterung 78

    2.16 Betonieren bei kalter Witterung 82

    3 Ursachen und Verhtung von Betonschden 84

    3.1 Entmischungserscheinungen 84

    3.2 Rissbildung 85

    3.3 Karbonatisierung und Bewehrungskorrosion 92

    3.4 Ausblhungen 94

    3.5 Angriff durch Frost und Taumittel 96

    3.6 Angriff durch Sulfate (treibender Angriff) 99

    3.7 Angriff durch chemische Stoffe (lsender Angriff) 100

    3.8 Alkali-Kieselsure-Reaktion 102

    3.9 Feuerbestndigkeit 105

    Literaturhinweise, Normen, Richtlinien und Empfehlungen 106

  • Betonpraxis 1

    Vorwort

    Vor fnf Jahren erschien die 4. Auflage der Betonpraxis,

    die sowohl in der Praxis als auch in der Aus- und Weiter-

    bildung als ein Standardwerk genutzt wird. Die vorlie-

    gende 5. Neuauflage wurde in Bezug auf die neuesten

    Forschungsergebnisse im Betonbau grundlegend berar-

    beitet und an Entwicklungen im schweizerischen Normen-

    wesen angepasst. Wie in den letzten Jahren hat das

    Autorenteam der Holcim (Schweiz) AG die Gelegenheit

    genutzt und die Betonpraxis um weitere Kapitel er-

    gnzt. So finden sich in der vorliegenden Auflage neu auch

    Angaben zum Leichtbeton, zum Recyclingbeton sowie

    zum hochfesten Beton. Damit hat sich der Umfang wie-

    derum um einige Seiten erhht.

    Nichts gendert hat sich dagegen an der grundstzlichen

    Zielsetzung der Betonpraxis. Die Holcim (Schweiz) AG

    als Herausgeberin will mit der Betonpraxis weiterhin

    fundierte Fachkenntnisse und baupraktische Erfahrungen

    auf Baustellen in leicht verstndlicher Form allen am

    Betonbau interessierten Personen vermitteln. Selbstver-

    stndlich weist die Betonpraxis auch auf die allgemei-

    nen Regeln hin und ergnzt diese Hinweise um eine

    Auflistung ntzlicher Literatur sowie der einschlgigen

    Normen, Richtlinien und Empfehlungen.

    Die Abteilung Produktentwicklung und -management

    der Holcim (Schweiz) AG hat einen erheblichen Aufwand

    betrieben, um die Betonpraxis an die neuen Entwick-

    lungen und Bedingungen im Betonbau anzupassen. Sollte

    in einem besonderen Fall zustzliche Hilfe erwnscht

    sein, stehen Ihnen unsere Mitarbeitenden des Verkaufs

    und der technischen Fachabteilungen fr eine vertiefte

    Beratung gerne zur Verfgung. Wir hoffen, mit der

    5. Auflage der Betonpraxis einen Beitrag zu qualitativ

    gutem Beton geschaffen zu haben.

    Das Autorenteam

    S. Bischof, B. Fleury, Dr. J.-G. Hammerschlag, Dr. P. Lunk,

    S. Paulsen, E. Ritschard, B. Schneider, K. Wassmann

  • beitbarkeit, Wrmeentwicklung, Dauerhaftigkeit usw., zu

    verbessern.

    1.1.1 Herstellung

    Bei der Herstellung von Portlandzement wird das Roh-

    gestein bezglich Korngrsse und Zusammensetzung

    aufbereitet, danach bis zum Sintern gebrannt und das

    gebrannte Produkt anschliessend zu feinem, mischbarem

    und reaktionsfhigem Zementpulver zerkleinert. Grund-

    stzlich knnen damit bei der Herstellung von Zement

    vier Produktionsstufen unterschieden werden.

    Abbau und Brechen des Rohgesteins

    Fr eine Tonne Portlandzement werden rund anderthalb

    Tonnen Rohgestein in Form von Kalkstein und Mergel

    oder Ton bentigt, da whrend des Brennens Kohlen-

    dioxid und Wasser aus dem Rohgestein ausgetrieben

    werden. Bereits im Steinbruch (Abb. 1.1.1) wird das

    Rohgestein im Brecher auf Faustgrsse vorzerkleinert.

    Mischen und Mahlen des Rohgesteins zu Rohmehl

    Beim nchsten Verfahrensschritt werden die verschiede-

    nen Rohmaterialkomponenten zusammengefgt, um die

    richtige chemische Zusammensetzung zu erreichen. In

    Walzenschsselmhlen (Abb. 1.1.2) wird das Gestein

    weiter zerkleinert und gleichzeitig getrocknet. Es verlsst

    die Mhle als feines Rohmehl, das in grossen Homoge-

    nisierungssilos bis zur weitgehenden Gleichmssigkeit

    durchmischt wird.

    Brennen des Rohmehls zu Klinker

    Der Brennprozess bei rund 1450 C ist ein zentraler Schritt

    bei der Zementherstellung. Bevor das Rohmehl in den

    Drehrohrofen (Abb. 1.1.3) eingeleitet wird, durchstrmt

    es den Wrmetauscherturm und wird dabei auf fast

    1000 C vorgewrmt. Als glhender Klinker verlsst das

    Brenngut den Ofen und wird anschliessend rasch mit Luft

    abgekhlt. Als Brennstoff werden Kohle, l, Erdgas und

    vermehrt auch Alternativbrennstoffe wie z. B. Altreifen

    oder Trockenklrschlamm eingesetzt (siehe auch Bafu-

    Richtlinie Entsorgung von Abfllen in Zementwerken).

    Betonpraxis2

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    1.1 Zemente

    Zement ist ein hydraulisches Bindemittel. Darunter ver-

    steht man einen Stoff, der nach dem Anmachen mit

    Wasser sowohl an der Luft als auch unter Wasser dauer-

    haft erhrtet. Der sich dabei bildende Zementstein ist

    wasserbestndig und weist eine hohe Festigkeit auf. Die

    schweizerischen Zemente sind nach SN EN 196 (Prf-

    verfahren) und SN EN 197-1 (Zement: Zusammenset-

    zung, Anforderungen und Konformittskriterien) nor-

    miert. Die Zementkonformittsbewertung ist in SN EN

    197-2 geregelt.

    Seit der Einfhrung der europischen Zementnorm in der

    Schweiz werden vermehrt Portlandkomposit- und Hoch-

    ofenzemente verwendet. Der verstrkte Einsatz weiterer

    Hauptbestandteile wie Kalkstein, gebranntem Schiefer,

    Steinkohlenflugasche oder Httensand bei der Zement-

    herstellung bringt verschiedene Vorteile. Dem Zement-

    werk hilft es einerseits seine Rohmaterialreserven zu

    schonen, und anderseits vermindert die Reduktion des

    Klinkeranteils die Kohlendioxidemissionen. Den Verbrau-

    chern hilft die Entwicklung von CEM II- und CEM III-Ze-

    menten bestimmte Betoneigenschaften, wie z. B. Verar-

    Geschichtliches

    Bereits im Altertum benutzten die Rmer einen

    hydraulisch erhrtenden Mrtel, indem sie tonigen

    Kalk brannten und ihn hufig mit Puzzolanerde bzw.

    Ziegelmehl versetzten. Zusammen mit geeigneten

    Gesteinskrnungen entstand daraus Opus Cae-

    mentitium, der rmische Beton, der als Vorlufer

    unseres Betons gilt und dem Zement seinen Namen

    gab. Der Englnder J. Aspdin fhrte um 1824 eine

    Feinaufbereitung der Rohstoffe Kalkstein und Ton ein

    und erzeugte durch Brennen ein dem Zement ver-

    gleichbares Produkt. Wegen der hnlichkeit des dar-

    aus hergestellten Betons zum Portlandstein (dauer-

    hafter Kalkstein der Insel Portland), den man in

    England hufig fr Bauzwecke verwendete, wurde

    dieses Produkt als Portlandzement bezeichnet.

    1 Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

  • Betonpraxis 3

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Mahlen des Klinkers mit Gipsstein und Zusatzstoffen

    zu Zement

    Damit aus dem Klinker ein reaktionsfhiges Produkt ent-

    steht, wird er in einer Mahlanlage (Abb. 1.1.4) zusammen

    mit 5% bis 7% Gipsstein gemahlen. Der Gipsstein dient

    als Erstarrungsregler. Die Mahlfeinheit steuert die Festig-

    keitsentwicklung des Zements massgeblich. Je nach

    Zementart wird beim Mahlen Klinker durch mineralische

    Zumahlstoffe (Kalkstein, gebrannter Schiefer, Silicastaub,

    Httensand, Steinkohlenflugasche, siehe Kap. 1.5) ergnzt,

    wobei sogenannte Portlandkomposit- und Hochofenze-

    mente entstehen. Vorgemahlene Zemente und Zusatz-

    stoffe knnen auch in Mischanlagen zu Zementen mit

    speziellen Eigenschaften gemischt werden. In Intensiv-

    mischern werden die Komponenten vollstndig gemischt

    und homogenisiert. Mischanlagen bieten den Vorteil der

    Flexibilitt: Kurzfristig knnen von Kleinst- bis Gross-

    mengen Just-in-time-Lieferungen produziert und die

    Zemente dabei auf die Kundenwnsche abgestimmt

    werden (Abb. 1.1.5).

    Abb. 1.1.1Schwere Abbaumaschinen im Steinbruch

    Abb. 1.1.3Drehrohrofen, das Herzstck eines Zement-werks

    Abb. 1.1.2Walzenschsselmhle zum Feinmahlen des Rohgesteins

    Abb. 1.1.4Kugelmhle zum Feinmahlen des Klinkersmit Gipsstein und Zusatzstoffen zu Zement

    Abb. 1.1.5Mischanlage fr Zemente nach Mass

  • Betonpraxis4

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    1.1.2 Prfung von Zementqualitt und Normkonformitt

    Ein dreigliedriges Qualittsmanagementsystem garan-

    tiert Qualitt und Normkonformitt der schweizerischen

    Zemente:

    Eigenberwachung (interne berwachungsprfung)

    funktionsfhiges und zertifiziertes Qualittsmanage-

    mentsystem

    Fremdberwachung.

    Eigenberwachung der Zementproduktion

    Bei allen Produktionsschritten der Zementherstellung,

    vom Steinbruch bis zum Zementversand, werden Mate-

    rialproben entnommen und analysiert. Eine lckenlose

    Produktionsberwachung sichert eine gleichmssig

    hohe Zementqualitt. Durch statistische Auswertung der

    Prfresultate von den Zementversandproben muss der

    Nachweis der Normerfllung nach SN EN 197-1 laufend

    erbracht werden. Die SN EN 196 beschreibt die Prfver-

    fahren fr Zement und die SN EN 197-2 die Konformitts-

    bewertung.

    Qualittsmanagementsystem

    Alle schweizerischen Zementwerke haben ein Qualitts-

    managementsystem aufgebaut und sind nach ISO 9001

    zertifiziert (Abb. 1.1.7). So wird sichergestellt, dass alle

    Arbeitsablufe optimiert, rckverfolgbar und nachvoll-

    ziehbar sind.

    Fremdberwachung

    Eine in SN EN 197-2 geregelte und von einer fr die

    Zementprfung akkreditierten Prfstelle durchgefhrte

    Fremdberwachung ergnzt die Eigenberwachung.

    Zertifizierter Zement

    Zemente, die die Konformittsbewertung nach SN EN

    197-2 erfllen, erhalten von einer neutralen Zertifizie-

    rungsstelle ein Konformittszertifikat und mssen mit

    dem EG-Konformittszeichen gekennzeichnet werden

    (Abb. 1.1.8).

    Sicherheitshinweis

    Um der im Volksmund Maurerkrtze genannten, aller-

    gischen Chromatdermatitis vorzubeugen, werden alle

    Zemente in der Schweiz gemss Chemikalien-Risiko-

    Reduktionsverordnung chromatarm hergestellt. Dabei

    wird dem Zement ein Chromatreduktionsmittel zudo-

    siert, sodass bei Frischmrtel und -beton das im Wasser

    gelste Chromat in eine nicht sensibilisierende Form

    berfhrt wird. Diese vorbeugende Massnahme entbin-

    det Zementverbraucher aber nicht davon, sich mit geeig-

    neten Schutzhandschuhen und ergnzender Hautschutz-

    pflege zu schtzen.

    1.1.3 Zementarten und Zusammensetzung

    nach SN EN 197-1

    Die Norm unterscheidet 27 Produkte der Familie der

    Normalzemente, die in die 5 Hauptzementarten CEM I

    bis CEM V gemss Abb. 1.1.9 unterteilt werden.

    Abb. 1.1.6Silofahrzeug fr den Zementtransport

    Zertifizie

    rtesManagementsystem

    ISO 9001:2000

    Abb. 1.1.7ZertifizierungsmarkeSQS

    Abb. 1.1.8EG-Konformittszeichen

  • Betonpraxis 5

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.1.9Zusammensetzungder Zemente ge-mss SN EN 197-1

    1) Die Werte (in M.-%) der Tabelle beziehen sich

    auf die Summe der Haupt- und Neben-

    bestandteile, d. h. ohne Calciumsulfat oder

    Zementzusatzmittel.2) Der Anteil an Silicastaub ist auf 10 M.-%

    begrenzt.

    95100 05CEM I Portlandzement CEM I

    Normo

    Protego

    Albaro

    8094 620 05

    CEM II

    Portlandhtten-zement

    CEM II/A-S Provato

    6579 2135 05CEM II/B-S

    9094 610 05Portlandsilica-staubzement

    CEM II/A-D Fortico

    8094 620 05Portland-puzzolan-zement

    CEM II/A-P

    6579 2135 05CEM II/B-P

    8094 620 05CEM II/A-Q

    6579 2135 05CEM II/B-Q

    8094 620 05Portland-flugasche-zement

    CEM II/A-V

    6579 2135 05CEM II/B-V

    8094 620 05CEM II/A-W

    6579 2135 05CEM II/B-W

    8094 620 05Portland-schieferzement

    CEM II/A-T

    6579 2135 05CEM II/B-T Riteno

    8094 620 05Portland-kalkstein-zement

    CEM II/A-L

    6579 2135 05CEM II/B-L

    8094 620 05CEM II/A-LL Fluvio

    6579 2135 05CEM II/B-LL

    8094 620 05Portland-komposit-zement 3)

    CEM II/A-M

    6579 2135 05

    6579 2135 05

    CEM II/B-M

    CEM II/B-M

    Flextremo

    Bisolvo

    3564 3665 05

    CEM IIIHochofen-zement

    CEM III/A Modero 3A

    2034 6680 05CEM III/B Modero 3B

    519 8195 05CEM III/C

    6589 1135 05CEM IV

    Puzzolan-zement 3)

    CEM IV/A

    4564 3655 05CEM IV/B

    4064 1830 1830 05CEM V

    Komposit-zement 3)

    CEM V/A

    2038 3150 3150CEM V/B

    K S D 2) P Q V W T L LL

    Port

    lan

    d-

    zem

    entk

    linke

    r

    H

    tten

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    Silic

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    en

    at

    rlic

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    Puzz

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    en

    at

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    h g

    etem

    per

    t

    Flu

    gasc

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    kies

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    reic

    h

    Flu

    gasc

    he

    kalk

    reic

    h

    Geb

    ran

    nte

    rSc

    hie

    fer

    Kal

    kste

    in

    Neb

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    teile

    1)

    4)

    Hau

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    g

    Hol

    cim

    Zem

    ents

    orte

    Hauptbestandteile 1)

    3) In den Portlandkompositzementen CEM II/A-M und CEM II/B-M, in den

    Puzzolanzementen CEM IV/A und CEM IV/B und in den Kompositzementen

    CEM V/A und CEM V/B mssen die Hauptbestandteile neben dem Portland-

    zementklinker des Zements angegeben werden.4) Stoffe, die als Nebenbestandteile dem Zement zugegeben werden, drfen

    nicht gleichzeitig im Zement als Hauptbestandteil vorhanden sein.

    05

    Hohe Sulfatbestndigkeit

    Zemente mit hohem Sulfatwiderstand werden gemss

    nationalem Anhang der Norm mit dem Zusatz HS

    (high sulfate resistance) nach der Festigkeitsklasse be-

    zeichnet. Die folgenden Zemente gelten als Zemente mit

    hohem Sulfatwiderstand:

    CEM I mit einem C3A-Gehalt 3,0 M.-% (Protego)

    CEM III/B (Modero 3B)

    CEM III/C.

    Fr andere Zemente muss die gleiche Leistungsfhigkeit

    bezglich Sulfatwiderstand gemss SN EN 197-1 nachge-

    wiesen werden.

  • Betonpraxis6

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.1.10Dreistoffdiagramm CaO / SiO2 / Al2O3 + Fe2O3

    Abb. 1.1.11Zementfestigkeiten gemss SN EN 197-1,definiert als charakteristische Werte

    Niedrige Hydratationswrme

    Zemente mit niedriger Hydratationswrme werden mit

    dem Kurzzeichen LH (low heat) gekennzeichnet. Die

    Hydratationswrme darf den charakteristischen Wert

    von 270 J/g nicht berschreiten. Die Hydratationswrme

    ist entweder nach 7 Tagen nach SN EN 196-8 oder nach

    41 h nach SN EN 196-9 zu bestimmen (vgl. Abb. 1.1.13).

    1.1.4 Dreistoffdiagramm CaO / SiO2 / Al2O3 + Fe2O3Abb. 1.1.10 zeigt bezogen auf die wichtigen Haupt-

    oxide CaO, SiO2 und Al2O3+ Fe2O3 die stoffliche Ver-

    wandtschaft der Hauptbestandteile von Zement und

    Portlandzementklinker. Mehr als 90 Prozent der Erdrinde

    bestehen aus den Elementen dieser Hauptoxide.

    Portlandzementklinker (K)

    Httensand (granulierteHochofenschlacke) (S)

    Silicastaub (D)

    natrliches undnatrliches, getempertesPuzzolan (P, Q)

    KieselsurereicheSteinkohlenflugasche (V)

    Kalkreiche Flugasche (W)

    Gebrannter Schiefer (T)

    Kalkstein (L, LL)

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100%

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100%

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%

    % Ca

    O

    % SiO2

    % AI 2O 3 + Fe 2O 3

    CaO CalciumoxidSiO2 SiliciumdioxidAl2O3 AluminiumoxidFe2O3 Eisenoxid

    1.1.5 Mechanische und physikalische Anforderungen

    Fr jede Klasse der Normfestigkeit sind zwei Klassen fr

    die Anfangsfestigkeit definiert: eine Klasse mit normaler

    Anfangsfestigkeit, die mit N gekennzeichnet wird, und

    eine Klasse mit hoher Anfangsfestigkeit, gekennzeichnet

    mit R (Abb. 1.1.11).

    Druckfestigkeit 1) Erstarrungs-

    [N/mm2] 2) beginn 3)

    Festigkeits- Anfangs-

    klasse festigkeitNormfestigkeit

    2 Tage 7 Tage 28 Tage [Min.]

    32,5 N 16,0 32,5 52,5 75

    32,5 R 10,0

    42,5 N 10,0 42,5 62,5 60

    42,5 R 20,0

    52,5 N 20,0 52,5 45

    52,5 R 30,0

    1) Prfung nach SN EN 196-1 3) Prfung nach SN EN 196-3

    2) 1 MPa entspricht 1 N/mm2

  • Betonpraxis 7

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.1.12Beispiele zur Interpretation der Bezeichnungen

    CEMZementgemss

    SN EN 197-1

    IZementart

    Typ I (Portland-zement)

    52,5Festigkeits-klasse 52,5

    Rhohe

    Anfangs-festigkeit

    CEMZementgemss

    SN EN 197-1

    IIZementart

    Typ II(Portlandkom-positzement)

    Aenthlt

    620 M.-%Zusatzstoffe

    LLZusatzstoff isthochwertiger

    Kalkstein

    42,5Festigkeitsklasse

    42,5

    NnormaleAnfangs-festigkeit

    CEMZementgemss

    SN EN 197-1

    IIZementart

    Typ II (Portlandkom-positzement)

    Benthlt

    2135 M.-%Zusatzstoffe

    Menthlt

    mehr alseinen

    Zusatzstoff

    (V-LL)Zusatzstoffe sindkieselsurereiche

    Flugasche und hoch-wertiger Kalkstein

    32,5Festigkeits-klasse 32,5

    Rhohe

    Anfangs-festigkeit

    CEMZementgemss

    SN EN 197-1

    IIIZementart

    Typ III (Hochofen-

    zement)

    Benthlt

    6680 M.-%Httensand

    als Zusatzstoff

    32,5Festigkeits-klasse 32,5

    Nnormale

    Anfangsfestigkeit

    HShoher Sulfat-widerstand

    LHniedrige

    Hydratations-wrme

    /

    /

    /

    Portlandzement, CEM I 42,5 N

    Normo 4

    Portlandzement, CEM I 52,5 R

    Normo 5R

    Portlandzement mit hohem Sulfatwiderstand, CEM I 42,5 R HS

    Protego 4R

    1.1.6 Sorten und Eigenschaften der Holcim Zemente

    Detaillierte Angaben ber die aufgefhrten Zemente fin-

    den sich insbesondere in der Produkt-Information zu

    den einzelnen Zementen in der Holcim Zement-Dokumen-

    tation. Bei Unklarheiten bezglich der Eignung eines

    bestimmten Zements oder bei der Lsung spezieller

    Betonprobleme stehen die Mitarbeitenden der Holcim

    (Schweiz) AG zur Verfgung.

    Normo 4

    Normo 4 ist ein reiner Portlandzement. Er erfllt alle

    Anforderungen an einen Portlandzement CEM I 42,5 N

    gemss SN EN 197-1. Normo 4 kann als Normzement

    uneingeschrnkt fr Beton, Stahlbeton, Spannbeton,

    Unterlagsbden, Putz- und Mauermrtel verwendet

    werden.

    Normo 5R

    Normo 5R ist ein reiner Portlandzement. Er erfllt alle

    Anforderungen an einen Portlandzement CEM I 52,5 R

    gemss SN EN 197-1. Normo 5R ist ein baupraktisch her-

    vorragend bewhrter hochwertiger Portlandzement mit

    schneller Anfangserhrtung und hoher Endfestigkeit.

    Normo 5R ist nahezu universell im anspruchsvollen

    Ingenieurbau sowie auch zur Herstellung vorgefertigter

    Betonbauteile einsetzbar.

    Protego 4R

    Protego 4R ist ein reiner Portlandzement mit hohem

    Sulfatwiderstand (HS), hergestellt aus einem Klinker von

    besonderer chemischer Zusammensetzung (C3A < 3%).

    Er erfllt alle Anforderungen, die die SN EN 197-1 an die

    Festigkeitsklasse CEM I 42,5 R stellt, sowie zustzlich die

    Anforderungen bezglich hohem Sulfatwiderstand (HS)

    gemss nationalem Anhang zur SN EN 197-1. Als nor-

    mierter Zement kann Protego 4R sowohl fr unbewehr-

    ten Beton als auch fr Stahlbeton verwendet werden.

  • Betonpraxis8

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Portlandkalksteinzement, CEM II/A-LL 42,5 N

    Fluvio 4

    Portlandschieferzement, CEM II/B-T 42,5 N

    Riteno 4

    Portlandsilicastaubzement, CEM II/A-D 52,5 R

    Fortico 5R

    Portlandhttenzement, CEM II/A-S 32,5 R

    Provato 3R

    Weisser Portlandzement, CEM I 52,5 N

    Albaro 5

    Albaro 5

    Albaro 5 ist ein reiner, weisser Portlandzement, herge-

    stellt aus einem Klinker von besonderer chemischer Zu-

    sammensetzung. Er erfllt alle Anforderungen an einen

    Portlandzement CEM I 52,5 N gemss SN EN 197-1.

    Albaro 5 ist ein baupraktisch hervorragend bewhrter,

    hochwertiger und reiner Weisszement mit hoher Anfangs-

    und Endfestigkeit. Albaro 5 kann wie normaler Portland-

    zement CEM I 52,5 N uneingeschrnkt fr Beton, Stahl-

    beton, Betonfertigteile, Betonwaren, Putz- und Mauer-

    mrtel verwendet werden.

    Provato 3R

    Provato 3R ist ein Portlandhttenzement mit rund 15%

    ausgewhltem, hochwertigem Httensand (getrocknete,

    gemahlene Hochofenschlacke). Durch sorgfltige Ab-

    stimmung der Rohstoffe sowie deren getrennte Vermah-

    lung entsteht ein der SN EN 197-1 entsprechender Port-

    landhttenzement CEM II/A-S 32,5 R mit guten Verarbei-

    tungs- und Festigkeitseigenschaften. Provato 3R eignet

    sich fr Beton, Stahlbeton, Sicht- und Pumpbeton, fr

    Unterlagsbden, Putz und Mauermrtel sowie fr was-

    serdichten Beton.

    Fortico 5R

    Fortico 5R ist ein Portlandsilicastaubzement, dem rund

    8% eines kieselsurereichen Silicastaubs (Mikrosilica) zu-

    gemahlen werden. Er erfllt alle Anforderungen an einen

    Portlandsilicastaubzement CEM II/A-D 52,5 R gemss

    SN EN 197-1. Fortico 5R ist ein sehr hochwertiger Zement,

    der auch sehr hohe Anforderungen bezglich Festigkeit

    und Widerstand gegen den Angriff aggressiver Stoffe

    erfllt. Fortico 5R eignet sich allgemein fr die Beton-

    vorfabrikation, den Ingenieurbau, fr unterirdische

    Betonkonstruktionen und besonders fr Spritzbeton.

    Fluvio 4

    Fluvio 4 ist ein der SN EN 197-1 entsprechender Port-

    landkalksteinzement CEM II/A-LL 42,5 N. Er enthlt

    rund 17% eines ausgewhlten, hochwertigen Kalksteins.

    Das feine Kalksteinkorn wirkt als Schmiermittel, ver-

    bessert die Verarbeitbarkeit und vor allem die Pumpbar-

    keit. Fluvio 4 wirkt sich positiv auf das Wasserrckhalte-

    vermgen aus, vermindert die Entmischungsgefahr und

    frdert die Betondichtigkeit und damit die Dauerhaftig-

    keit. Fluvio 4 hat ein breites Anwendungsspektrum: Be-

    ton und Stahlbeton fr Wohnungs-, Bro- und Gewerbe-

    bau, Sichtbeton, Pumpbeton, wasserdichter Beton, Putz-

    und Mauermrtel, Unterlagsbden und Betonwaren.

    Portlandkompositzement, CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R

    Flextremo 3R

    Riteno 4

    Riteno 4 ist ein Portlandschieferzement mit rund 25%

    gebranntem, reaktivem Schiefer. Durch sorgfltige Ab-

    stimmung der Rohstoffe und deren gemeinsame Ver-

    mahlung entsteht ein Portlandschieferzement CEM II/B-T

    42,5 N, der alle Anforderungen gemss SN EN 197-1

    erfllt. Riteno 4 zeichnet sich durch positive Eigenschaf-

    ten wie moderate Wrmeentwicklung, ausgezeichnetes

    Wasserrckhaltevermgen, gute Grnstandfestigkeit

    und erhhte Dauerhaftigkeitseigenschaften aus. Riteno 4

    hat ein breites Anwendungsspektrum: Beton-, Stahl- und

    Spannbetonbau fr Wohnungs-, Bro- und Gewerbebau,

    Sichtbeton sowie Betonwaren, Mrtel und Estriche.

    Flextremo 3R

    Flextremo 3R ist ein der SN EN 197-1 entsprechender

    Portlandkompositzement CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R, der

    durch sorgfltige Abstimmung von Zementklinker, hoch-

    wertigem Kalkstein, kieselsurereicher Steinkohlenflug-

    asche sowie pulverfrmigem Zusatzmittel hergestellt

    wird. Er erfllt alle Anforderungen, die die SN EN 197-1

  • Betonpraxis 9

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Portlandkompositzement, CEM II/A-M (V-LL) 42,5 R

    Flextremo 4R

    Individueller Kundenzement

    Zement nach Mass

    Hochofenzement, CEM III/B 32,5 N HS LH

    Modero 3B

    Hochofenzement, CEM III/A 32,5 N

    Modero 3A

    Flextremo 4R

    Flextremo 4R ist ein der SN EN 197-1 entsprechender

    Portlandkompositzement CEM II/A-M (V-LL) 42,5 R, der

    durch sorgfltige Abstimmung von Zementklinker,

    hochwertigem Kalkstein, kieselsurereicher Steinkohlen-

    flugasche sowie pulverfrmigem Zusatzmittel hergestellt

    wird. Er erfllt alle Anforderungen, die die SN EN 197-1

    an die Festigkeitsklasse 42,5 R stellt. Flextremo 4R ist ein

    Spezialzement, der fr die Herstellung von selbstverdich-

    tendem Beton (SCC) entwickelt wurde. Seine besondere

    Zusammensetzung erlaubt es, SCC praxisgerecht auch in

    kalten Jahreszeiten in Transportbetonwerken und Ort-

    betonanlagen sowie in der Betonvorfabrikation ohne

    bzw. unter geringer Zudosierung von Zusatzmitteln her-

    zustellen.

    Modero 3B

    Modero 3B ist ein Hochofenzement, der rund 70% ausge-

    whlten, hochwertigen Httensand (Hochofenschlacke)

    enthlt. Er erfllt alle Anforderungen der SN EN 197-1 an

    die Klasse CEM III/B 32,5 N HS LH. Modero 3B besitzt

    dank des hohen Httensandanteils eine niedrige Hydrata-

    tionswrme und eignet sich besonders fr massige Bau-

    teile. Sein hoher Sulfatwiderstand ermglicht sicheres

    Bauen in aggressiven betonangreifenden Bden und

    Wssern. Dies macht den Modero 3B auch zu einem ide-

    alen Zement fr spezielle Anwendungen im Tief- und

    Wasserbau.

    an die Festigkeitsklasse 32,5 R stellt. Flextremo 3R ist ein

    Spezialzement, der fr die Herstellung von selbstverdich-

    tendem Beton (Self Compacting Concrete, SCC) entwickelt

    wurde. Seine besondere Zusammensetzung erlaubt es,

    SCC praxisgerecht in Transportbetonwerken und Ort-

    betonanlagen ohne bzw. unter geringer Zudosierung

    von Zusatzmitteln herzustellen.

    Modero 3A

    Modero 3A ist ein Hochofenzement, der rund 50% ausge-

    whlten, hochwertigen Httensand (Hochofenschlacke)

    enthlt. Er erfllt alle Anforderungen an einen Hochofen-

    zement CEM III/A 32,5 N gemss SN EN 197-1. Modero

    3A kann das Aussinterungs- und Ausblhverhalten gns-

    tig beeinflussen und eignet sich besonders gut fr Mrtel

    zum Verlegen und Verfugen von Natursteinplatten sowie

    fr die Sanierung alter Bausubstanz und historischer

    Bauten. Auch bei schwach betonschdlichen Wssern

    und Bden empfiehlt sich der Einsatz von Modero 3A.

    Zement nach Mass

    Massgeschneiderte Zemente fr spezielle Anwendungen

    werden in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden

    entwickelt, um technisch und wirtschaftlich optimale

    Lsungen zu erarbeiten. Auf diese Weise knnen die

    unterschiedlichen Anforderungen spezieller Objekte (z. B.

    Zement fr feuerfesten Beton) und von besonderen

    Produktionsprozessen (z. B. in der Vorfabrikation) besser

    erfllt werden.

    Portlandkompositzement, CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R

    Bisolvo 3R

    Bisolvo 3R

    Bisolvo 3R ist ein speziell entwickelter Portlandkomposit-

    zement, der kieselsurereiche Flugasche und hochwerti-

    gen Kalkstein enthlt. Durch sorgfltige und optimale

    Abstimmung der Ausgangsstoffe und eine gemeinsame

    Vermahlung bzw. homogene Vermischung entsteht ein

    Portlandkompositzement CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R nach

    SN EN 197-1, der eine einfache Herstellung sowohl eines

    selbstverdichtenden als auch eines normalen Vibrier-

    betons ermglicht.

  • Betonpraxis10

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.1.13Hydratationswrmen von CEM I-Zementenunterschiedlicher Festigkeitsklassen, geprftnach SN EN 196-9 (teiladiabatisches Langa-vant-Verfahren). CEM I 32,5 erfllt die Bedin-gung fr LH-Zemente ( 270 J/g nach 41 h)

    1.1.7 Hydratation des Zements

    Mit Wasser angemacht, beginnt Zement chemisch zu

    reagieren. Man nennt dies die Hydratation des Zements.

    Sie ist mit erheblicher Wrmeentwicklung, der soge-

    nannten Hydratationswrme, verbunden (Abb. 1.1.13)

    und fhrt schliesslich zum Abbinden und mit fortschrei-

    tender Erhrtung zum Zementstein.

    1.1.8 Zementlagerung und Haltbarkeit

    Zement nimmt bei lngerer und/oder ungeschtzter

    Lagerung Feuchtigkeit auf, was zur Klumpenbildung und

    einer Minderung des Erhrtungsvermgens fhrt. Lassen

    sich die Klumpen noch zwischen den Fingern zerdrcken,

    ist die Festigkeitsminderung vernachlssigbar klein. In

    Scken lsst sich Zement nur eine beschrnkte Zeit

    lagern. Sackzement lagert man am besten in trockenen

    Schuppen. Vorbergehend im Freien gestapelter Sack-

    zement muss auf einer belfteteten Kantholzunterlage

    gelagert werden (Abb. 1.1.15). Abdeckfolien drfen die

    Zementscke nicht unmittelbar berhren, da bei Kondens-

    wasserbildung die Scke feucht werden.

    0

    0

    50

    100

    150

    200

    250270

    300

    350

    400

    450

    CEM I 52,5

    CEM I 42,5

    CEM I 32,5

    Hyd

    rata

    tion

    swr

    me

    [J/g

    ]

    Zeit [h]24

    4148 72 96 120 144 168

    Abb. 1.1.14Zementstein unter

    dem Rasterelek-tronenmikroskop(weisser Strich als

    Vergleichsmassstab= 0,005 mm)

    Sicherheitshinweis

    Zement ist ein hydraulisches Bindemittel. Bei Feuch-

    tigkeits- oder Wasserzutritt kommt es zu einer alkali-

    schen Reaktion. Die Berhrung mit der Haut soll nach

    Mglichkeit vermieden werden. Gelangt Zement ins

    Auge, muss es sofort grndlich mit Wasser ausgesplt

    werden, und ntigenfalls ist der Arzt zu konsultieren.

    Sicherheitsdatenbltter sind unter www.holcim.ch

    verfgbar.

    PlanegegenWegfliegensichern

    Abdeck-planeoder -folie

    Kanthlzer

    Abb. 1.1.15Sacklagerung im Freien

    Abb. 1.1.16Schttdichte von Zement

    Schttdichte von Zement

    Lose eingefllt 9001250 kg/m3

    (je nach Zementtyp)

    Gepresst durch bis 2200 kg/m3

    Lagerung (je nach Lagerungsdauer,

    -bedingungen und Zementtyp)

    Durch die Zementhydratation entstehen im Wesentlichen

    zwei neue mineralische Stoffe (Abb. 1.1.14):

    kleine nadelfrmige Gebilde aus Calciumsilikathydraten

    (abgekrzt CSH) von leicht schwankender Zusammen-

    setzung, die sich miteinander verfilzen und damit ein

    dichtes Gefge erheblicher Festigkeit bilden

    grosse plattige Calciumhydroxid-Kristalle chemische

    Formel: Ca(OH)2

    , die keinen Beitrag zur Festigkeit er-

    bringen, jedoch infolge ihrer hohen alkalischen Wirkung

    die Bewehrung vor Korrosion schtzen.

    Die beiden Reaktionsprodukte der Zementhydratation

    wirken sich positiv (+) oder negativ () aus:

    CSH + Druckfestigkeit

    + Dichtigkeit

    + Dauerhaftigkeit

    Ca(OH)2 + Bewehrungsschutz gegen Korrosion (pH > 12)

    wasserlslich

    Kalkausblhungen

    Reaktionspartner bei Sulfat-Angriff und

    Alkali-Kieselsure-Reaktion.

  • Betonpraxis 11

    Abb. 1.2.2Zugabewasser aus der Trinkwasser-versorgung

    1.2 Anmachwasser

    Unter Anmachwasser versteht man die gesamte im

    Frischbeton enthaltene Wassermenge, die bei der Er-

    mittlung des wirksamen Wasserzementwerts zu berck-

    sichtigen ist. Das Anmachwasser setzt sich zusammen

    aus:

    dem Zugabewasser

    der Oberflchenfeuchte der Gesteinskrnung

    gegebenenfalls dem Wasseranteil der Zusatzmittel

    und Zusatzstoffe (Silicastaub-, Pigmentsuspensionen

    usw.), wenn die Gesamtmenge mehr als 3 l/m3 betrgt.

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Oberflchen- Wasseranteil Zugabe- Kernfeuchte

    feuchte in Zusatzmit- wasser

    teln/-stoffen

    Gesamtwassergehalt

    wirksamer Wassergehalt

    Der Gesamtwassergehalt ergibt sich aus dem Anmach-

    wasser und der Kernfeuchte. Gesteinskrnungen mit po-

    rigem Gefge saugen zustzlich Wasser auf die Kern-

    feuchte. Gemss SN EN 206-1 muss die Kernfeuchte

    nicht fr die Ermittlung des wirksamen Wassergehalts

    bercksichtigt werden. Bei poriger Gesteinskrnung ist

    der Einfluss der Kernfeuchte auf die Konsistenz des Frisch-

    betons und den Wasserzementwert zu bercksichtigen.

    Das Anmachwasser hat zwei betontechnologische Auf-

    gaben. Es wird einerseits fr die Hydratation des Zements

    und anderseits fr die Herstellung eines weichen, ver-

    dichtungswilligen Betons bentigt.

    1.2.1 Anforderungen an das Zugabewasser

    nach SN EN 1008

    Als Zugabewasser ist Trinkwasser ohne jegliche Prfung

    geeignet (Abb. 1.2.2). Alle anderen Arten von Wasser wie

    Restwasser aus Wiederaufbereitungsanlagen der

    Betonherstellung

    Grundwasser

    natrliches Oberflchenwasser und industrielles

    Brauchwasser

    mssen jedoch geprft werden und drfen nicht erhebli-

    che Mengen an Stoffen enthalten, die

    Abb. 1.2.1Zusammensetzung des Gesamtwassergehalts

    das Erhrten des Betons verzgern oder verhindern

    (z. B. Zucker, Humussuren)

    unkontrolliert Luftporen einfhren und dadurch die

    Festigkeit des Betons mindern (z.B. Algen, le und

    Fette, Schwebstoffe, verschiedene anorganische

    Salze)

    zur Korrosion der Bewehrung fhren.

    Abwasser ist fr die Herstellung von Beton nicht

    geeignet.

    Das Zugabewasser soll klar, farb- und geruchlos sein und

    beim Schtteln keinen bleibenden Schaum bilden. Alka-

    lien weisen auf einen grossen Salzgehalt hin, der im

    Beton und Mrtel allgemein tief gehalten werden sollte.

    Es drfen keine ins Gewicht fallenden organischen Ver-

    unreinigungen vorhanden sein. Viele betonschdigende

    Stoffe sind im Anmachwasser harmloser als in Wasser,

    das spter auf erhrteten Beton einwirkt. Sulfat- und

    kohlensurehaltige Wsser gelten beispielsweise als be-

    tonaggressiv, d. h. Festbeton kann von aussen her ge-

    schdigt oder zerstrt werden. Als Zugabewasser knnen

    sie sich aber durchaus eignen.

  • Betonpraxis12

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.2.3Recyclinganlage

    mit Auswasch-schnecke

    1.2.2 Restwasser

    Restwasser aus Wiederaufbereitungsanlagen der Beton-

    herstellung (Abb. 1.2.3) oder kombiniertes Wasser, d. h.

    eine Mischung aus dem erwhnten Restwasser und Was-

    ser aus einer anderen Quelle, mssen nach SN EN 1008

    untersucht werden. Dies gilt besonders bei Betonen mit

    erhhten Anforderungen.

    Einschrnkend gilt: Restwasser darf als Zugabewasser fr

    unbewehrten, bewehrten und vorgespannten Beton

    verwendet werden, wenn die folgenden Anforderungen

    erfllt sind:

    die zustzliche Menge von Feinstoffen, die bei der

    Verwendung von Restwasser erzielt wird, muss

    10

    5

    9

    2

    3

    8

    11

    12

    4

    7

    1

    67

    1 Beton-Auswaschschnecke

    2 Schneckensteuerung

    3 Feststoffaustrag (Sand/Kies)

    4 berlauf fr Feinstoff-Wasser-Gemisch

    5 Aufgabetrichter

    6 Betonbecken

    7 Wirbeleinrichtung

    8 Leitung zur Wasserwaage im Mischturm

    9 Leitung zum Waschgalgen fr Fahrmischer

    10 Splleitung fr Schneckentrichter

    11 Frischwasserzufuhr

    12 Niveauschalter fr Frischwasserzufuhr

    weniger als 1 Prozent der Gesamtgewichtsmenge

    der in der Mischung enthaltenen Gesteinskrnung

    betragen

    der mgliche Einfluss des Restwassers muss bei

    besonderen Anforderungen an den Beton, wie z. B.

    bei Sichtbeton, Spannbeton, selbstverdichtendem

    Beton, aggressiven Umgebungseinflssen ausge-

    setztem Beton usw., bercksichtigt werden

    die Menge des verwendeten Restwassers muss

    mglichst gleichmssig ber eine Tagesproduktion

    verteilt werden

    fr hochfesten Beton und Luftporenbeton sollte

    Restwasser nicht verwendet werden.

  • Betonpraxis 13

    Abb. 1.3.1Alte und neue Terminologie sowie zustzliche,in der Betonpraxis verwendete Begriffe

    1.3 Gesteinskrnung

    Mit der Einfhrung der SN EN 12 620 wurde ein neuer

    Begriff fr Zuschlag (engl.: aggregates, franz.: granu-

    lats) eingefhrt. Unter Gesteinskrnung versteht man

    in der Regel ein Gemisch aus Sand und Kies unterschied-

    licher Korngrsse. Das Gemisch aus den einzelnen Korn-

    gruppen bildet das Gerst des Betons und sollte mg-

    lichst hohlraumarm aufgebaut sein. Eine qualitativ gute

    Gesteinskrnung hat gegenber dem umgebenden, kit-

    tenden Zementstein verschiedene Vorteile:

    hhere Festigkeit

    bessere Dauerhaftigkeit

    keine Volumenvernderung infolge Feuchtigkeit,

    somit Reduktion des Schwindmasses im Beton

    Aufnahme von Hydratationswrme und damit dmp-

    fende Wirkung auf den Abbindeprozess.

    Abb. 1.3.1 stellt die alten Begriffe nach Norm SIA 162 den

    neuen nach SN EN 12 620 gegenber und verweist auf

    die Terminologie der Betonpraxis.

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Alte Terminologie Neue TerminologieZustzliche, in der Beton-

    praxis verwendete Begriffe

    Zuschlag Gesteinskrnung

    Sand, Brechsand (D 4 mm) feine Gesteinskrnung (D 4 mm) Sand, Brechsand

    Kies, Splitt (D > 4 mm) grobe Gesteinskrnung (D > 4 mm) Kies, Splitt

    Recyclinggranulat Recycling-Gesteinskrnung Granulat

    Feinanteile (D 0,02 mm) Feinanteile (D 0,063 mm)

    Mehlkornanteil (D 0,125 mm) Mehlkornanteil (D 0,125 mm)

    Fraktion, Krnung (z. B. 4/8) Korngruppe d/D (z.B. 4/8)

    Zuschlagstoffgemisch (z. B. 0/32) Korngemisch (z. B. 0/32)

    Sieblinie, Siebkurve Kornzusammensetzung

    D Sieblochweite des oberen Begrenzungssiebs der Korngruppe in mm

    d Sieblochweite des unteren Begrenzungssiebs der Korngruppe in mm

    1.3.1 Eigenschaften

    Die wichtigsten Eigenschaften der Gesteinskrnung sind:

    Kornzusammensetzung

    Petrografie, Kornform und Oberflchenbeschaffen-

    heit

    Sauberkeit

    Rohdichte, Schttdichte und Feuchtigkeitsgehalt

    Wasseraufnahme.

  • Betonpraxis14

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.5Begrenzungs- und Prfsiebe

    Abb. 1.3.2Schlecht abgestuftes Korngemischmit zu vielen groben Gesteinskrnern: Der Zementleim vermag die verbleibendenHohlrume nicht auszufllen

    Abb. 1.3.3Gut abgestuftes Korngemisch:Gengend Zementleim, um alle Krner zuumhllen und die Hohlrume auszufllen

    Abb. 1.3.4Schlecht abgestuftes Korngemischmit zu vielen feinen Gesteinskrnern:Beansprucht viel Zementleim oder zu vielAnmachwasser (starkes Bluten)

    Grund- und Ergnzungssiebsatz 1 zur Bezeichnung der Korngrsse

    Prfsiebsatz der Kornzusammensetzung

    0

    0,063 0,125 0,25 0,5 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5 45 63

    1 2 4 8 16 31,5 635,6 11,2 22,4 45

    Kornzusammensetzung

    Die Anforderungen an die Kornzusammensetzung sowie

    die wichtigsten Eigenschaften von Gesteinskrnungen

    enthlt die SN EN 12 620 Gesteinskrnungen fr

    Beton. Im nationalen Anhang der SN EN 206-1 sind

    die Anforderungen an die Gesteinskrnungen in Abhn-

    gigkeit der Beanspruchung des Betons und der Umge-

    bungsbedingungen, denen der Beton ausgesetzt ist

    (siehe Kap. 2.2, Expositionsklasse), aufgefhrt.

    Die Kornzusammensetzung einer Gesteinskrnung ist

    bestimmend fr die Packungsdichte (den Hohlraum-

    anteil) des Korngersts. Zusammen mit der Oberflchen-

    beschaffenheit, der spezifischen Oberflche und der

    Kornform der Einzelkrner ist die Kornzusammensetzung

    massgebend fr den Wasserbedarf und fr die Verarbeit-

    barkeit des Betons verantwortlich.

    Der Kornaufbau eines Korngemischs wird vom Mengen-

    verhltnis der einzelnen Korngruppen bestimmt (Abb.

    1.3.2 bis 1.3.4). Durch Aussieben des Gemischs mit ge-

    normten Quadratlochsieben (Drahtgeflecht, Lochblech,

    Kunststoff, Gummi) verbleibt auf jedem Sieb ein be-

    stimmter Rckstand. Massgebend ist die volumetrische

    Verteilung der Durchgnge mit ihren verschiedenen

    Korndurchmessern. Da aber weitestgehend alle Korn-

    gruppen einer Gesteinskrnung annhernd gleiche Roh-

    dichten aufweisen, ist die bliche Darstellung in Massen-

    prozenten bei der Angabe der Kornzusammensetzung

    ausreichend (Abb. 1.3.12 bis 1.3.14).

    Die verbindlichen Begrenzungssiebe fr die Bezeichnung

    der Korngruppen (Grund- und Ergnzungssiebsatz 1) und

    der Prfsiebsatz zur Bestimmung der Kornzusammen-

    setzung sind in Abb. 1.3.5 dargestellt.

  • Betonpraxis 15

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.7Aussieben und Waschen von Gesteinskr-nern in einem Kieswerk

    Abb. 1.3.6Kornformen und ihre Eigenschaften

    Petrografie, Kornform und Oberflchenbeschaffenheit

    Porses und zu weiches Material beeintrchtigt die Qua-

    litt des Betons (SN 670 115). Die Kornform (Abb.1.3.6),

    aber auch die Kornabstufung und die Oberflchenbe-

    schaffenheit bestimmen im Wesentlichen den Wasser-

    bedarf und die Verdichtbarkeit.

    Die Praxis hat gezeigt, dass Korngemische mit ausschliess-

    lich gebrochenen Korngruppen gebrauchstauglich sind.

    Gebrochene Gesteinskrnungen knnen z. B. die Druck-,

    Zug- und Abriebfestigkeit des Betons verbessern, bein-

    trchtigen aber seine Verarbeitbarkeit. Aufgrund der in

    der Schweiz nur noch beschrnkt abbaubaren Kiesab-

    lagerungen (Ausscheidung von Kiesgewinnungszonen)

    mssen knftig vermehrt gebrochene und Recycling-

    Gesteinskrnungen eingesetzt werden. Dies ist mit einer

    entsprechenden Anpassung des Zementleimvolumens

    jedoch gut machbar.

    Sauberkeit

    Verunreinigte Gesteinskrnungen vermindern die Beton-

    qualitt: beispielsweise Strung des Abbindeverhaltens,

    Schwchung des Frostwiderstands. Deshalb wird die

    Gesteinskrnung bei der Aufbereitung gewaschen

    (Abb. 1.3.7).

    natrlich gebrochen

    Kornform kugelig nicht kugelig kubisch nicht kubisch

    (stengelig/plattig) (stengelig/plattig)

    Kantigkeit rund kantig

    Oberflchen-glatt rau

    rauigkeit

    Kornoberflche

    Wasserbedarfzunehmend

    Verarbeitbarkeitabnehmend

    Verdichtbarkeit

  • Betonpraxis16

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.8Klassierung der Gesteinskrnung nach ihrerRohdichte

    Gesteinskrnung Rohdichte [kg/m3] Gesteinskrnungsart Anwendung

    Normale 26502800 Fluss- oder Gletscherablagerungen, Bewehrter und unbewehrter

    Gesteinskrnung gebrochene Gesteine Beton, Betonwaren

    Schwere 3000 Baryt (Schwerspat), Eisenerz, Beton fr Strahlenschutz

    Gesteinskrnung Hmatit, Stahlgranulat

    Leichte 2000 Blhton, Bims, Leichtbeton, Dmmbeton,

    Gesteinskrnung Blhschiefer, Blhglas berbeton

    Harte 2500 Quarz, Korund, Siliciumkarbid Hartbetonbelge,

    Gesteinskrnung abriebfester Beton

    Sand 0 3 mm locker geflltSand/Kies 0 8 mm locker geflltSand/Kies 0 30 mm locker gefllt

    Feuchtigkeitsgehalt [%]1,5

    2,0

    1,9

    1,8

    1,7

    1,6

    1,5

    1,4

    1,3

    3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5

    Sch

    tt

    dic

    hte

    [kg

    /dm

    3 ]

    Abb. 1.3.9Typischer Zusammenhang zwischenMaterialfeuchte und Schttdichte vonKorngruppen

    Rohdichte, Schttdichte, Feuchtigkeitsgehalt und

    Wasseraufnahme

    Die Ursprungsmineralien und die Porigkeit der Gesteins-

    krnung bestimmen deren Rohdichte (Abb. 1.3.8), die zur

    Stoffraumrechnung bentigt wird. Die Schttdichte ist

    die Masse von lose geschttetem Material pro Volumen-

    einheit. Der Feuchtigkeitsgehalt setzt sich aus der Ober-

    flchen- und Kernfeuchte zusammen, wobei die Kern-

    feuchte bei der Betonherstellung in der Regel eine ver-

    nachlssigbare Rolle spielt, sodass der Feuchtigkeitsgehalt

    mit der Oberflchenfeuchte gleichgesetzt werden kann.

    Dieser muss jedoch bei Betonen mit niedrigem w/z-Wert

    sowie bei Betonen mit erhhtem Widerstand gegen Frost

    oder Frost-Tausalz bercksichtigt werden. Whrend der

    Feuchtigkeitsgehalt einer groben Gesteinskrnung bis zu

    drei Massenprozente betragen kann, liegt die Sandfeuch-

    tigkeit in der Regel bei vier bis acht Massenprozenten.

    Der Feuchtigkeitsgehalt ist in der Stoffraumberechnung

    bei der Gesteinskrnung und beim Zugabewasser zu

    bercksichtigen.

    Die enge Beziehung zwischen Feuchtigkeitsgehalt, gera-

    de jenem des Sandes, und der Schttdichte ist in Abb.

    1.3.9 dargestellt.

  • Betonpraxis 17

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.12Regelanforderungen an die Kornzusammen-setzung von feiner Gesteinskrnung (Sandeund Brechsande)

    Abb. 1.3.11Grenzabweichungen fr die vom Herstellerangegebene typische Kornzusammen-setzung von feinen Gesteinskrnungen frallgemeine Zwecke

    Feine Gesteinskrnungen (Sand, Brechsand)

    Es gibt keine absoluten Anforderungen an die Korn-

    zusammensetzung. Die Hersteller geben eine mittlere

    typische Kornzusammensetzung ihres Sandes an und

    mssen diese mit vorgegebenen Grenzabweichungen

    gemss Abb. 1.3.11 einhalten und dabei den in Abb.

    1.3.12 angegebenen Anforderungen der oberen Sieb-

    grsse D entsprechen.

    0Obere Siebgrsse

    Sieb

    du

    rch

    gan

    g [M

    .-%

    ]

    D 1,4 D 2 D

    20

    40

    60

    80

    100 99%

    95%

    85%

    Grenzabweichungen fr den

    Siebgrsse Siebdurchgang

    [mm] [Massen-%]

    0/4 0/2 0/1

    4 5

    2 5

    1 20 20 5

    0,250 20 25 25

    0,063 3 5 5

    Abb. 1.3.10Definition und Beispiele fr die Begriffe feine Gesteinskrnung (Sand, Brechsand), grobe Gesteinskrnung (Kies, Splitt) undKorngemisch

    1.3.2 Definitionen nach SN EN 12 620

    Bei den Gesteinskrnungen wird zwischen feinen (Sand,

    Brechsand) und groben (Kies, Splitt) Gesteinskrnungen

    sowie Korngemischen unterschieden, wie in Abb. 1.3.10

    zusammengestellt.

    Bezeichnung Definition Beispiele

    Feine Gesteins-D 4 mm

    0/1

    krnung und d = 0

    0/2

    (Sand, Brechsand) 0/4

    eng gestuft 2/8

    D/d 2 oder 8/16Grobe Gesteins-

    D 4 mm D 11, 2 mm 16/32krnung

    d 2 mm weit gestuft(Kies, Splitt)

    D/d > 2 und 4/32

    D > 11,2 mm

    KorngemischD 45 mm

    0/32und d = 0

  • Betonpraxis18

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.15Absolutgrenzwerte und Grenzabweichun-gen fr den Siebdurchgang durch das mittle-re Sieb fr grobe Gesteinskrnungen

    99%

    99%

    90%

    60%

    20%

    90%

    60%

    20%

    50%

    50%

    85%

    Abb. 1.3.16Korngemische. Die Absolutgrenzwerte nachSN EN 12 620 sind blau, bewhrte Kornzu-sammensetzungen rot gekennzeichnet

    0,125 0,5 2 4 8 1622

    31,5 63

    D 2D45

    1,4D

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    0,125 0,5 2 4 8 1622

    31,545

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Siebffnung [mm]

    D 2D1,4DSiebffnung [mm]

    Sieb

    durc

    hga

    ng

    [M.-

    %]

    Sieb

    durc

    hga

    ng

    [M.-

    %]Grenzabweichung fr

    Absolutgrenz- den von den Herstellenden

    Mittleres Sieb werte angegebenen typischen

    D/d [mm] [M.-%] Siebdurchgang

    < 4 D/1,4 25 bis 70 15

    4 D/2 25 bis 70 17,5

    Wenn das wie angegeben errechnete mittlere Sieb nicht vorhanden ist,

    muss das nchstliegende Sieb der Reihe verwendet werden.

    98%

    85%

    98%

    Grobe Gesteinskrnungen (Kies, Splitt)

    Bei groben Gesteinskrnungen ist zwischen eng gestuf-

    ten und weit gestuften zu unterscheiden (Abb. 1.3.10).

    Bei eng gestuften groben Gesteinskrnungen wird

    lediglich eine Anforderung an den zulssigen ber-

    und Unterkornanteil gestellt.

    Bei weit gestuften groben Gesteinskrnungen sind

    neben den Anforderungen an den zulssigen ber-

    und Unterkornanteil auch jene an den Absolutgrenz-

    wert und die Grenzabweichung fr den Siebdurchgang

    eines zwischen den Begrenzungssieben liegenden

    mittleren Siebs einzuhalten (Abb. 1.3.15). Abb. 1.3.13Beispiel fr eng gestufte (16/32) grobe Gesteinskrnungen (Kies, Splitt)

    Abb. 1.3.14Beispiel fr weit gestufte (4/32) grobe Gesteinskrnungen (Kies, Splitt)

    1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5 45 63

    d/2 d D 1,4D 2D

    20

    40

    60

    80

    100

    5%

    98%

    15%

    9o%

    99%

    70%

    25%

    1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5 45 63d/2 d D 1,4D 2D

    20

    40

    60

    80

    100

    5%

    98%

    20%

    85%

    99%

    Siebffnung [mm]

    Sieb

    durc

    hga

    ng

    [M.-

    %]

    Siebffnung [mm]

    Sieb

    durc

    hga

    ng

    [M.-

    %]

  • Betonpraxis 19

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Korngemische

    Bei Korngemischen handelt es sich um Gemische aus fei-

    nen und groben Gesteinskrnungen, die nach geeigneten

    prozentualen Anteilen zusammengesetzt werden und

    Absolutgrenzwerten gengen mssen (blauer Bereich in

    Abb. 1.3.16). In der Praxis bewhrte Kornzusammenset-

    zungen liegen in den rot gekennzeichneten Bereichen

    der Abb. 1.3.16.

    Geometrische, physikalische und chemische

    Anforderungen

    Die Gesteinskrnung nimmt im Beton den weitaus grss-

    ten Volumenanteil ein. Wesentliche Eigenschaften, wie

    etwa die Frostwiderstandsfhigkeit, werden deshalb

    massgeblich von den Eigenschaften der verwendeten

    Gesteinskrnung beeinflusst. Deshalb knnen neben den

    Anforderungen an die Kornzusammensetzung einer Ge-

    steinskrnung in Abhngigkeit ihrer Verwendung auch

    verschiedene geometrische, physikalische und chemische

    Anforderungen gestellt werden. Die Dauerhaftigkeit

    wird ber die petrografische Prfung nachgewiesen

    (SN 670 115).

    Korngruppen

    Im Allgemeinen werden Gesteinskrnungen in definier-

    ten Korngruppen hergestellt und verwendet (Abb. 1.3.17).

    Bei der Verwendung von gebrochenen Korngruppen

    muss die Eignung durch systematische, schlssige Vor-

    versuche nachgewiesen werden.

    Die Korngruppe 48 mm hat einen wesentlichen Einfluss

    auf die Verarbeitbarkeit und den Wasserbedarf. Sie wird

    deshalb als Sperrkorn bezeichnet. Ihr Anteil im Korn-

    gemisch ist mglichst gering zu halten. Bei Kornzusam-

    mensetzungen, in denen einzelne Korngruppen praktisch

    ganz oder teilweise fehlen, spricht man von Ausfall-

    krnungen. Die Kornzusammensetzung hat dort einen

    horizontalen oder nur leicht ansteigenden Verlauf (Abb.

    1.3.18). Der Einsatz von Ausfallkrnungen kann erfor-

    derlich sein fr Pumpbeton, zur Verbesserung der Ver-

    dichtbarkeit, zur Optimierung des Kieshaushalts usw.

    Beispiele von Begriffe nach

    Korngruppen SN EN 12 620

    0,063 mm Feinanteile

    0,125 mm Mehlkorn

    Natrliche Korn-

    gruppen (rund)

    0 4 mm Sand feine Gesteinskrnung

    4 8 mm Kies

    8 16 mm Kiesgrobe Gesteinskrnung

    16 32 mm Kies

    32 mm Grobkies

    Natrlich Korn-

    gruppen (gebrochen)

    0 4 mm Brechsand feine Gesteinskrnung

    4 8 mm Splitt

    8 16 mm Splitt

    16 22 mm Splittgrobe Gesteinskrnung

    22 mm Schotter

    Industriell hergestellte

    Gesteinskrnung/Recy-

    cling-Gesteinskrnung

    Betonbrechsand

    0 4 mm Mischabbruch- feine Gesteinskrnung

    brechsand

    Betongranulat

    > 4 mm Mischabbruch- grobe Gesteinskrnung

    granulat

    Abb. 1.3.17Gebruchliche Korngruppen

    Abb. 1.3.18Kornzusammensetzung einer Ausfallkrnung

    0,125 0,5 2 4 8 1622

    31,5125

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Siebffnung [mm]

    Sieb

    durc

    hga

    ng

    [M.-

    %]

    Ausfallkrnung:es fehlt 48 mm

  • Betonpraxis20

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.3.19Richtwert des Mehlkorngehalts (Zement,Zusatzstoffe und Anteile der Gesteins-krnung 0,125 mm) in Abhngigkeit vomGrsstkorn der Gesteinskrnung.Fr Pumpbeton (Kap. 2.6), selbstverdichten-den Beton (Kap. 2.8) und Sichtbeton (Kap.2.12) sind diese Richtwerte gegebenenfallsanzupassen

    Abb. 1.3.20Ausbruchmaterial aus dem Tunnelvortriebkann bei vorhandener Eignung als Gesteins-krnung verwendet werden

    Mehlkorngehalt

    Die Korngruppe 04 mm muss bei der Aufbereitung in

    der Regel aus verschiedenen Komponenten zusammen-

    gesetzt werden (z.B. Natursand gewaschen/Brechsand

    trocken und/oder Brechsand gewaschen). Die Korngrup-

    pe 04 mm ist wegen ihres hohen Oberflchenanteils an

    der Gesteinskrnung die Schlsselkomponente fr die

    Qualitt eines Korngemischs.

    Durchmesser des Grsstkorns [mm] 8 16 22,5 32 45 63

    Mehlkorngehalt [kg/m3 Beton] 450 400 375 350 325 300

    Ein optimaler Mehlkorngehalt

    erhht die Schmierfilmmenge ohne nennenswer-

    te Erhhung des Anmachwassers

    gewhrt eine verbesserte Verarbeitbarkeit des

    Betons

    verbessert das Wasserrckhaltevermgen und

    verhindert das Bluten des Betons whrend und

    nach der Verarbeitung

    verhindert eine Entmischung beim Einbringen

    und erleichtert das Verdichten des Betons

    erhht die Gefgedichte und damit die Wasser-

    dichtigkeit

    verbessert die Wirksamkeit von Zusatzmitteln.

    Dabei muss beachtet werden, dass es sich bei den

    Feinanteilen nicht um quellfhige Tonmineralien

    handeln darf.

    Die entscheidende Rolle spielen dabei der Mehlkorn-

    gehalt (Zement, Zusatzstoffe und Anteile der Gesteins-

    krnung 0,125 mm) und der Feinanteil ( 0,063 mm).

    Der Mehlkorngehalt soll den in Abb. 1.3.19 angegebenen

    Richtwerten nach SN EN 206-1 entsprechen.

  • Betonpraxis 21

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.4.1Gebruchliche Abkrzungen und Hauptwir-kungen der Zusatzmittel nach SN EN 934-2

    1.4 Zusatzmittel

    1.4.1 Definition und Klassierung

    Zusatzmittel sind Zustze zum Beton, die durch chemi-

    sche und/oder physikalische Wirkungen die Eigenschaf-

    ten des Betons beeinflussen. Je nach Art des eingesetz-

    ten Zusatzmittels knnen sowohl die Eigenschaften des

    Frischbetons, z. B. das Erstarrungsverhalten und die Ver-

    arbeitbarkeit, als auch die Eigenschaften des erhrteten

    Betons, wie z. B. die Festigkeit und die Dauerhaftigkeit,

    gezielt verndert werden.

    Fr den Einsatz von Zusatzmitteln gibt es technologische

    und wirtschaftliche Grnde. So lsst sich z. B. mit dem

    anteiligen Ersatz von Anmachwasser durch Fliessmittel

    eine gute Verarbeitbarkeit einstellen, der Kapillarporen-

    anteil vermindern und somit eine verbesserte Dauerhaf-

    tigkeit erzielen.

    Die Wirksamkeit der Betonzusatzmittel ist u. a. abhngig

    von der Zugabemenge, der Zementart, dem Zementge-

    halt, dem quivalenten Wassergehalt sowie der gewhl-

    ten Konsistenz bzw. Verarbeitung, den Mischbedingun-

    gen und der Temperatur.

    In SN EN 934-2 Zusatzmittel fr Beton, Mrtel und

    Einpresshilfen werden die Zusatzmittel bezglich An-

    forderungen, Konformitt, Kennzeichnung und Beschrif-

    tung definiert. Ihre Verwendung regelt Ziffer 5.2.6 der

    SN EN 206-1.

    Als Wirkstoffe fr Zusatzmittel werden eine Vielzahl

    anorganischer und organischer Substanzen verwendet.

    Jeder Wirkstoff kann dabei mit jedem Zement sehr

    unterschiedlich reagieren, sodass sich eine gewnschte

    Eigenschaft nicht immer realisieren lsst. Deshalb erfor-

    dert die Anwendung von Zusatzmitteln Vorversuche vor

    der eigentlichen Betonherstellung.

    In Abb. 1.4.1 sind die gebruchlichen Zusatzmittel mit

    ihren Hauptwirkungen und Anwendungsgebieten aufge-

    fhrt.

    Zusatzmittel Abkrzung Hauptwirkungen und Anwendungsgebiete

    Betonverflssiger BV Verminderung des Wasseranspruchs und/oder Verbesserung

    der Verarbeitbarkeit (Betonwaren)

    Fliessmittel FM Starke Verminderung des Wasseranspruchs und/oder Verbesserung der

    Verarbeitbarkeit. Auch zur Herstellung von Beton mit fliessfhiger Kon-

    sistenz (leicht verarbeitbare Betone, Pumpbetone, SCC, dauerhafte Betone)

    Luftporenbildner LP Einfhrung kleiner, gleichmssig verteilter Luftporen zur Erhhung des

    Frost- und Frosttaumittelwiderstands (Betondecken, Kunstbauten)

    Verzgerer VZ Abbinde-Verzgerung des Betons (Betonieren bei hohen Temperaturen)

    Erstarrungsbeschleuniger SBE Abbinde-Erstarrungsbeschleunigung des Betons (Spritzbeton)

    Erhrtungsbeschleuniger HBE Erhrtungsbeschleunigung des Betons (Vorfabrikation)

    Dichtungsmittel DM Verminderung der kapillaren Wasseraufnahme (Betonwaren)

    Stabilisierer ST Erhhung des inneren Zusammenhalts, Verbesserung der Kohsion (SCC)

  • Betonpraxis22

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.4.2Einfluss von Fliessmitteln auf das Ausbreit-mass und den w/zeq-Wert

    1.4.2 Dosierung

    Zusatzmittel werden berwiegend flssig und in sehr ge-

    ringen Mengen zugegeben. Die Zugabemenge, bezogen

    auf das Zementgewicht, liegt im Allgemeinen im Bereich

    von 0,2 bis 2 M.-%. Bei Dosierungen von mehr als 3 l/m3

    Beton muss die darin enthaltene Wassermenge bei der

    Berechnung des w/z-Werts bercksichtigt werden. Eben-

    so muss bei Verwendung von Luftporenmitteln der Zu-

    wachs an eingefhrter Luft im Stoffraum mitberechnet

    werden.

    Dosierungen unter 0,2 M.-% sollten nicht verwendet

    werden; ansonsten sind sie in einem Teil des Zugabe-

    wassers aufzulsen. Bei diesen kleinen Mengen treten

    erhebliche Dosierungenauigkeiten auf. Unterdosierun-

    gen verringern meist deutlich den angestrebten Effekt.

    berdosierungen knnen dagegen unerwnschte

    Effekte, wie Abbindeverzgerung, Druckfestigkeits-

    verluste oder Entmischungen, mit sich bringen.

    1.4.3 Die wichtigsten Typen von Zusatzmitteln

    Betonverflssiger (BV) und Fliessmittel (FM)

    Betonverflssiger und Fliessmittel sind die am hufigsten

    gebrauchten Zusatzmittel. Die Wirkung dieser Produkte

    ist in Abb. 1.4.2 anschaulich dargestellt: Verflssiger ver-

    bessern bei gleichem w/z-Wert die Verarbeitbarkeit des

    Betons oder vermindern bei gleicher Verarbeitbarkeitden Wasseranspruch und damit den w/z-Wert , was zueiner Erhhung von Festigkeit und Dichtigkeit fhrt. Eine

    gleichzeitige Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Ver-

    minderung des w/z-Werts ist ebenfalls mglich . Nichtzuletzt wird ein Verflssiger eingesetzt, um die Beton-

    rezeptur hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Festbeton-

    eigenschaften zu optimieren.

    Als mgliche Nebenwirkung der Verflssiger ist die Ver-

    zgerung des Abbindens zu nennen. berhaupt spielen

    hinsichtlich der Zusatzmittelwirkungen die Eigenschaf-

    ten des Zements sowie die Betonrezeptur eine wichtige

    Rolle. Deswegen ist zu empfehlen, die Auswirkungen

    an gegebenen Zusatzmittel-Zement-Kombinationen zu

    berprfen.

    Fliessmittel auf der Basis von Polycarboxylatether (PCE)

    haben eine hhere Verflssigungswirkung im Vergleich

    zu herkmmlichen Fliessmitteln.

    Luftporenbildner (LP)

    Die Aufgabe der Luftporenbildner ist es, Millionen von

    kleinen Luftporen mit etwa 10 bis 300 m Durchmesser

    zu bilden. Die kleinen, gleichmssig verteilten Luftporen

    wirken im Zementleim wie Kugellager und machen den

    Beton homogener und plastischer. Sie wirken zudem ver-

    flssigend, d. h. die Verarbeitbarkeit wird verbessert, Ent-

    mischen und Sedimentieren werden reduziert. Dadurch

    wird die Frost- und Frost-Taumittelbestndigkeit des

    Betons (siehe auch Kap. 3.5) wesentlich erhht, seine

    Verarbeitbarkeit verbessert und das Bluten vermindert.

    Wegen ihrer besonderen chemischen Natur haben

    Luftporenbildner die Fhigkeit, stabile Luftporen der

    gewnschten Grsse einzufhren und zu stabilisieren.

    Faustregel

    1 Volumenprozent zustzlich eingefhrte Luftporen

    ermglicht eine Wassereinsparung von etwa 5 Litern

    je m3 Frischbeton und erzielt im Hinblick auf die Ver-

    arbeitbarkeit die gleiche Wirkung wie etwa 10 bis

    15 kg Mehlkorn.

    600

    550

    500

    450

    400

    350

    Au

    sbre

    itm

    ass

    [mm

    ]

    0,40 0,50 0,60w/zeq-Wert []

    mit F

    M

    ohne

    FM32

    1

  • Betonpraxis 23

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.4.4Wirkung von Verzgerer (VZ) und Beschleu-niger (HBE) auf die Druckfestigkeit(schematische Darstellung)

    Ein unerwnschter Effekt ist die Abnahme der Druck-

    festigkeit.

    Im Festbeton bleiben die im Frischbeton gebildeten Poren

    erhalten. Sie nehmen beim Gefrieren des Betons das ver-

    drngte Kapillarwasser zum Teil auf und und bieten

    Ausdehnungsraum fr das gefrierende Wasser, was eine

    Volumenvergrsserung von 9% bewirkt. Sie vermindern

    somit die Gefahr des Zersprengens des Betons infolge

    des Eisdrucks (Abb. 1.4.3).

    Verzgerer (VZ)

    Verzgerer verlangsamen das Abbinden und erlauben

    damit eine Verlngerung der Verarbeitung von Betonen.

    Ihre wichtigsten Anwendungsgebiete sind:

    Betonieren bei hohen Temperaturen

    Transport von Beton ber grosse Distanzen

    Betonieren grosser Bauteile (Kubaturen, Flchen)

    Vermeidung von Arbeitsfugen bei eingeplanten Ar-

    beitsunterbrechungen (nahtloser Anschluss von neu-

    em Beton an frher eingebrachten Beton).

    Beton, der Verzgerer enthlt, erhrtet zu Beginn etwas

    langsamer (Abb. 1.4.4). Seine 28-Tage-Festigkeit bei 20 C

    ist in der Regel etwas hher als die eines Betons, dem

    kein Verzgerer beigegeben wurde. Wegen seiner an-

    fnglich langsameren Erhrtung ist ein verzgerter

    Beton besonders sorgfltig nachzubehandeln. Da die

    Wirkung stark von der Art des Verzgerers, aber auch

    vom verwendeten Zement und von der Temperatur

    abhngt, sind umfassende Erstprfungen auch bei ver-

    schiedenen Temperaturen erforderlich. Bei berdosie-

    rung kann die Wirkung der Verzgerer umschlagen, sie

    knnen dann zu Beschleunigern werden.

    Faustregel

    Jedes Volumenprozent Luftporen fhrt zu einem

    Druckfestigkeitsverlust von bis zu 5 N/mm2.

    Luft

    WasserEis

    Luft

    Zeit [Tage]Beschleunigter BetonReferenzbeton (ohne Zusatzmittel)Verzgerter Beton

    40

    30

    20

    10

    00,5 1 2 7 14 28 56

    Druc

    kfes

    tigke

    it [N

    /mm

    2 ]

    bei T = 20 C

    Abb. 1.4.3Expansion durch Volumenvergrsserung. Eisbeansprucht 9 Vol.-% mehr Raum als Wasserim flssigen Zustand (schematische Darstel-lung)

    Fr den erwnschten Luftgehalt von 3 bis 8% im Beton

    je nach Grsstkorn , gengen meist sehr geringe

    Luftporenbildnermengen. Allerdings hngt die entste-

    hende Luftporenmenge nicht allein von der Art und der

    Dosierung des Luftporenbildners ab, sondern auch von

    einer Vielzahl anderer Faktoren, wie Zementart, Gesteins-

    krnung und Kornzusammensetzung, Konsistenz, Tem-

    peratur, Mischintensitt und Mischdauer, dem Vorhan-

    densein anderer Zusatzmittel usw. Bei kombiniertem

    Einsatz von Luftporenbildner und Verflssiger sollte der

    Verflssiger erst nach dem Luftporenbildner zudosiert

    werden. Die Vertrglichkeit neuer Kombinationen muss

    unbedingt durch Erstprfungen nachgewiesen werden.

  • Betonpraxis24

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.4.5Vorschriftsmssiges Tanklager fr Zusatz-mittel in einem Transportbetonwerk

    Beschleuniger (SBE, HBE)

    Beschleuniger bewirken eine Beschleunigung des Erstar-

    rens bzw. Erhrtens und damit eine schnellere Wrme-

    entwicklung. Sie sollen fr eine raschere Hydratation sor-

    gen, um den Beton frher ausschalen, abheben, belasten

    oder dem Frost aussetzen zu knnen. Die Wirkung der

    Beschleuniger ist sehr von ihrer chemischen Natur, aber

    auch von der chemischen Zusammensetzung des Zements

    abhngig. Bei einer berdosierung kann das Erstarren

    und Erhrten verzgert statt beschleunigt werden (Wir-

    kung wird gegenteilig). Beschleuniger bewirken oft eine

    mehr oder weniger starke Herabsetzung der Endfestig-

    keit des Betons (Abb. 1.4.6).

    Wegen ihrer schwer kontrollierbaren Wirkungen werden

    Beschleuniger nur bei ganz spezifischen Betonanwen-

    dungen eingesetzt. Erstarrungsbeschleuniger (SBE) fin-

    den Verwendung bei:

    Spritzbeton

    Betonieren in fliessenden Gewssern

    Wasserinfiltrationen und Wassereinbrchen.

    Erhrtungsbeschleuniger (HBE) werden eingesetzt fr:

    Betonieren bei tiefen Temperaturen

    Betonieren mit kurzen Ausschalungsfristen

    Betonwaren

    Betonfertigteile (im Elementwerk)

    Reprofilierungen und Reparaturen

    Einsetzen von Ankern und Steinschrauben.

    Zusatzmittel knnen die Betoneigenschaften sowohl im

    Frischbeton als auch im Festbeton erheblich beeinflussen.

    Dies ist oft mit komplexen chemischen und/oder physi-

    kalischen Reaktionen verbunden. Deshalb sollen Zusatz-

    mittel verschiedener Wirkungsweise nicht miteinander

    gemischt werden und Zusatzmittel gleicher Wirkungs-

    weise, aber verschiedener Hersteller nicht miteinander

    kombiniert werden. Um die am besten geeigneten Zusatz-

    mittel in richtiger Dosierung fr ein Betonsystem aus Ze-

    ment, Zusatzstoff, Wasser und Gesteinskrnung zu fin-

    den, sind Erstprfungen unabdingbar.

  • Betonpraxis 25

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.4.6Wirkungen der vier wichtigstenZusatzmittelgruppen

    Abb. 1.4.7Zusatzmittel mit Gtesiegel sind giftklasse-frei, wasserlslich und biologisch abbaubar

    Die Wirkung der vier wichtigsten Zusatzmitelgruppen

    auf ausgewhlte Frisch- und Festbetoneigenschaften

    werden in Abb. 1.4.6 qualitativ dargestellt.

    Wirkung auf Verflssiger Beschleuniger Verzgerer Luftporenbildner

    BV/FM SBE/HBE VZ LP

    Verarbeitbarkeit ++ + +

    Entmischen/Bluten + o +

    Erstarren beschleunigend o ++ o o

    verzgernd o ++

    Pumpfhigkeit + o o

    Frhfestigkeit + ++

    Endfestigkeit + +

    Permeabilitt + o +

    Frostbestndigkeit + ++

    Schwinden und Kriechen ++ o o

    Betonieren bei kaltem Wetter + + o

    Betonieren bei warmem Wetter + + o

    ++ gewnschter positiver Effekt + mglicher positiver Effekt o vernachlssigbarer Effekt mglicher negativer Effekt

    1.4.4 Zusatzmittel und Umwelt

    Bei gut einem Drittel aller in der Schweiz verarbeiteten

    Betone werden Zusatzmittel verwendet. Es sind Chemi-

    kalien, die in der ffentlichen Diskussion ber die Um-

    weltrelevanz von Stoffen immer wieder hinterfragt wer-

    den. Der Fachverband Schweizerischer Hersteller von

    Betonzusatzmitteln (FSHBZ) hat Kriterien zur Beurtei-

    lung der Umweltvertrglichkeit von Zusatzmitteln erar-

    beitet. Zusatzmittel, die den Kriterien gengen, drfen

    mit dem Gtesiegel des FSHBZ ausgezeichnet werden

    und geben damit Bauherrschaften, Planenden und

    Bauunternehmen die ntige Sicherheit im umweltkon-

    formen Umgang mit Zusatzmitteln.

    Verflssiger bilden mengenmssig die wichtigste Gruppe

    der Zusatzmittel, machen sie doch mehr als drei Viertel

    des gesamtschweizerischen Verbrauchs an Zusatzmitteln

    aus. Sofern sie das Gtesiegel des FSHBZ tragen, sind sie

    giftklassefrei, gut wasserlslich und knnen biologisch

    abgebaut werden.

  • Betonpraxis26

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.5.1KIassierung der

    Zusatzstoffe

    1.5 Zusatzstoffe

    1.5.1 Definition und Klassierung

    Zusatzstoffe sind in der Regel feinkrnige Mineralien, die

    bestimmte Eigenschaften des Betons verbessern knnen.

    Dies sind vorrangig die Verarbeitbarkeit des Frischbetons

    und die mechanischen Eigenschaften sowie die Dichtig-

    keit des Festbetons. Manche Zusatzstoffe dienen auch

    der Verminderung der Wrmeentwicklung whrend des

    Abbindens und Erhrtens des Betons. Im Gegensatz zu

    Betonzusatzmitteln ist die Menge der dem Beton zugege-

    benen Zusatzstoffe so gross, dass sie bei der Stoffraum-

    rechnung immer zu bercksichtigen ist. Manche Zusatz-

    stoffe werden bereits im Zementwerk durch gemeinsames

    Vermahlen mit dem Klinker in den Zement eingebracht.

    Dafr sprechen gute Grnde, denn dadurch wird sowohl

    eine genaue und gleichbleibende Dosierung als auch

    eine homogene Verteilung der Zusatzstoffe erreicht. Ze-

    ment und Zusatzstoff sind in einem przise definierten

    und normgerechten Zementsystem integriert, das bei der

    Berechnung des w/z-Werts und des Mindestzementge-

    halts als Ganzes angesehen wird. Beispiele dafr sind die

    Zemente Fluvio (Zusatzstoff: Kalkstein), Fortico (Zusatz-

    stoff: Silicastaub), Riteno (Zusatzstoff: gebrannter Schiefer)

    sowie Provato bzw. Modero (Zusatzstoff: Httensand).

    Oft werden Zusatzstoffe erst im Transportbetonwerk der

    Mischung zugefgt. Dies hat den Vorteil, dass man das

    Verhltnis von Zusatzstoff zu Zement frei whlen und

    damit genau den Anforderungen, die an eine bestimmte

    Betonrezeptur gestellt werden, anpassen kann. Aller-

    dings sind damit auch einige Nachteile verknpft. Die

    getrennte Lagerung der Zusatzstoffe verlangt zustzliche

    Silos und Dosiereinrichtungen sowie zustzliche Kontrol-

    len. Manche Zusatzstoffe neigen bei lngerer Lagerung

    zur Knollenbildung. Die Herstellung eines homogenen

    Frischbetons kann eine lngere Mischdauer erfordern.

    Die SN EN 206-1 unterscheidet zwei Typen von Beton-

    zusatzstoffen. Zusatzstoffe des Typs I enthalten inerte

    Stoffe (z. B. Gesteinsmehl, Pigmente), die keine chemi-

    sche Bindung eingehen. Als Zusatzstoff des Typs II wer-

    den latent hydraulische und puzzolanische Stoffe wie

    Steinkohlenflugasche oder Silicastaub bezeichnet, die

    dank der puzzolanischen Reaktion zur Festigkeits-

    bildung des Zementsteins beitragen. Gebrannter Schiefer

    verfgt als Zusatzstoff sowohl ber puzzolanische als

    auch hydraulische Eigenschaften. Er findet aber nur als

    Zementzusatzstoff Verwendung.

    Bezeichnung Chemische Reaktion Wirkung Zusatzstoffe

    Inert Keine oder hchstens Fllereffekt, d.h. vermindert Porositt Kalksteinmehl

    Typ I oberflchliche Reaktion und verbessert Verarbeitbarkeit Quarzmehl

    Verbessert Rissverteilung Fasern aller Art

    (plastisches Schwinden)

    Frbt Pigmente

    Puzzolanisch Reaktion mit Calcium- Vermindert Porositt Steinkohlenflugaschen

    Typ II hydroxid und Wasser Erhht Dauerhaftigkeit Silicastaub

    unter Bildung von Vermindert Frhfestigkeit Gebrannter Schiefer

    zementhydrathnlichen Senkt Hydratationswrme Natrliche Puzzolane

    Stoffen Erhht Endfestigkeit Thermisch aktivierte Puzzolane

    Latent hydraulisch In Gegenwart von Vermindert Porositt Httensandmehl (getrocknete

    Typ II Anregern (Alkali, Kalk, Erhht Dauerhaftigkeit und gemahlene Hochofen-

    Sulfat) und Wasser erfolgt Vermindert Frhfestigkeit schlacke)

    Bildung von zement- Senkt Hydratationswrme

    hydrathnlichen Stoffen Erhht Endfestigkeit

    Hydraulisch Reaktion mit Wasser unter Verbessert Verarbeitbarkeit, Gebrannter Schiefer

    Typ II Bildung von zement- Fllereffekt, d.h. vermindert Hydraulischer Kalk

    hydrathnlichen Stoffen Porositt

  • Betonpraxis 27

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Die bliche Klassierung der Zusatzstoffe richtet sich, wie

    Abb. 1.5.1 zeigt, nach ihrem chemischen Verhalten im

    Zementleim und/oder nach ihrer Wirkung im Beton. Eine

    weitere Einteilung der Zusatzstoffe bezieht sich auf

    deren chemische Zusammensetzung (siehe dazu das

    Dreistoffdiagramm Abb. 1.1.10 in Kap. 1.1 Zemente).

    1.5.2 Inerte Zusatzstoffe

    Kalkstein- und Quarzmehl

    Kalkstein- und Quarzmehl verbessern aufgrund ihrer

    geringen Korngrsse, ihrer Kornzusammensetzung und

    Kornform den Kornaufbau des Betons im Mehlkorn-

    bereich. Sie werden zugesetzt, um beispielsweise bei

    Gesteinskrnungen mit mehlkornarmen Sanden einen

    fr die Verarbeitbarkeit und fr ein geschlossenes

    Gefge ausreichenden Mehlkornanteil einzubringen.

    Kalkstein- und Quarzmehl sollten auf ihre Eignung fr

    den vorgesehenen Zweck geprft werden. Mit dem

    Fluvio 4 steht ein idealer Zement zur Verfgung, dem

    speziell ausgewhlte und geprfte Kalksteinqualitten

    beigemahlen werden.

    Fasern

    Bei den Fasern fr die Betonherstellung unterscheidet

    man zwischen Stahlfasern, Kunststofffasern und Glas-

    fasern. Erstere finden Verwendung in Betonen mit erhh-

    ten Anforderungen an seine Verformbarkeit, Duktilitt

    und Biegezugfestigkeit. Stahl- oder Drahtfasern werden

    im Stahlfaserbeton fr hochbelastete Industriefuss-

    bden eingesetzt, Hochleistungsstahlfasern zum Beispiel

    Abb. 1.5.2Verschiedene Arten von Stahlfasern

    Abb. 1.5.3Polypropylenfasern

    im ultrahochfesten Feinkornbeton. Ihre erfolgreiche

    Anwendung setzt eine auf die konkrete Bauaufgabe aus-

    gerichtete Beratung durch einen spezialisierten

    Ingenieur voraus. Die Wirkung der Stahlfasern hngt

    erheblich von ihrer Lnge, ihrem Durchmesser und ihrer

    Form ab. Die Dosierung betrgt in der Regel 20 bis 80 kg

    Stahlfasern pro Kubikmeter Beton. Die Zugabe von

    Stahlfasern zur Betonmischung bentigt besondere

    Dosiervorrichtungen, um eine homogene Verteilung

    sicherzustellen. Eine gewisse Verschlechterung der

    Verarbeitbarkeit ist in Kauf zu nehmen. Die Empfehlung

    SIA 162/6 (1999) orientiert ber Stahlfaserbeton.

    Polypropylenfasern, die einzigen unter den organischen

    Fasern mit einer breiteren Anwendung, werden dem

    Beton beigemischt, um Frhschwindrisse zu vermeiden.

    In Beton mit erhhtem Feuerwiderstand werden sie zur

    Abminderung des Wasserdampfdrucks im Zementstein

    eingesetzt (siehe Kap. 3.9). Pro Kubikmeter Beton sind

    etwa 1 bis 2 kg Fasern notwendig. Das Einmischen ist

    relativ einfach und erfordert keine speziellen Vorkehrun-

    gen oder Einrichtungen. Kunstofffasern mit erhhtem

    E-Modul werden auch gegen Frhschwindrisse oder er-

    gnzend zur Stahlfaser im ultrahochfesten Feinkornbeton

    eingesetzt.

    Alkaliresistente Glasfasern werden zur Bewehrung von

    dnnen Betonplatten in der Vorfabrikation eingesetzt.

    Ihre Anwendung erfordert die Erfahrung eines anerkann-

    ten Spezialisten.

  • Betonpraxis28

    Die Anforderungen an Steinkohlenflugaschen als

    Betonzusatzstoff sind in SN EN 450 geregelt. Aus

    Umweltschutzgrnden mssen die Steinkohlen-

    flugaschen auch die Vollzugshilfe des Bafu zur

    Begrenzung ihrer Schwermetallgehalte erfllen.

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.5.4Mit Pigmenten ein-

    gefrbteBetonsteine aus

    Albaro 5 (weisserPortlandzement)

    Anorganische Pigmente

    Anorganische Pigmente werden zum Einfrben von Beton

    und Mrtel verwendet (Abb. 1.5.4). Den hohen Anforde-

    rungen bezglich Bestndigkeit und Korngrssenvertei-

    lung gengen praktisch nur Oxidpigmente. Pigmente

    haben keine chemische Wirkung im Beton. Wegen ihres

    meist hheren Wasserbedarfs bedingen sie einen hhe-

    ren Wasserzementwert, sofern dieser Effekt nicht durch

    den Einsatz eines Fliessmittels kompensiert wird.

    Die Pigmentdosierung, meist wenige Prozente bezogen

    auf die Zementmasse, richtet sich nach der gewnschten

    Farbintensitt und wird vom Lieferanten angegeben.

    Auch die besten Farbpigmente verhindern nicht, dass die

    Farbe des Betons mit der Zeit etwas stumpfer wird.

    Reste von gefrbtem Beton mssen sorgfltig aus Mischer,

    Transportfahrzeug und Umschlaggerten entfernt werden,

    um die nachfolgenden Betonchargen nicht zu verunrei-

    nigen.

    1.5.3 Puzzolanische Zusatzstoffe

    Allen puzzolanischen Zusatzstoffen ist gemein, dass sie

    im erhrtenden Beton bei Gegenwart von gengend

    Wasser langsam mit dem aus dem Zement abgespalte-

    ten Calciumhydroxid reagieren, zementhydrathnliche

    Stoffe bilden und dadurch zur Festigkeitsbildung beitra-

    gen. Diese puzzolanische Reaktion verringert die Beton-

    porositt und verbessert damit die Dauerhaftigkeit des

    Betons. Betone mit puzzolanischen Zustzen (ausgenom-

    men Silicastaub) erhrten etwas langsamer als solche

    ohne, besonders bei tiefer Temperatur. Nachbehandlungs-

    dauer und Ausschalfristen sind gegebenenfalls angemes-

    sen zu verlngern.

    Wie bereits erwhnt, werden in der SN EN 206-1 puzzo-

    lanische Zusatzstoffe als Betonzusatzstoffe des Typs II

    bezeichnet. Um eine ausreichende Alkalitt der Poren-

    lsung bei Stahl- und Spannbeton zu gewhrleisten,

    sind maximale Zusatzstoffmengen definiert (Abb. 1.5.5).

    Ebenso ist in der Norm die Anrechenbarkeit der Zusatz-

    stoffe des Typs II auf den Wasserzementwert sowie den

    Mindestzementgehalt mit einem k-Wert-Ansatz geregelt

    (Abb. 1.5.7).

    Steinkohlenflugaschen

    Steinkohlenflugaschen fallen als Nebenprodukt in ther-

    mischen Kraftwerken an. Ihre Qualitt hngt von der ver-

    wendeten Kohle sowie von der Art des Kraftwerks und

    seiner Betriebsweise ab und kann deshalb in weiten

    Grenzen schwanken. Die Verwendung von Steinkohlen-

    flugasche aus verlsslicher Herkunft hat sich jedoch als

    wertvoller Betonzusatz durchgesetzt. Als Beispiel einer

    solchen Steinkohlenflugasche sei Hydrolent genannt.

    Die Herstellung einwandfrei gefrbter Bauteile bedarf

    grosser Erfahrung. Die Verwendung von Weisszement

    (Albaro 5) und hellem Sand sind Voraussetzungen, um

    gleichmssig gefrbte, helle Betonoberflchen zu

    erzielen. Hingegen spielt die Farbe des Kieses eine

    untergeordnete Rolle.

    Abb. 1.5.5Maximale Zusatzstoffmengen des Typs II zurGewhrung der Alkalitt

    Bei Verwendung von CEM I mit Steinkohlenflugasche und/

    oder Silicastaub mssen zur Gewhrleistung der Alkalittf 0,66 z 3 s

    der Porenlsung folgende Bedingungen erfllt sein:s 0,11 z

    f Steinkohlenflugaschegehalt [kg/m3] s Silicastaubgehalt [kg/m3]

    z Zementgehalt [kg/m3]

    Die meist hohe Feinheit der Steinkohlenflugaschen und

    deren charakteristische Kornform, die Kgelchen (Abb.

    1.5.6), bewirken eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit

    des Frischbetons. Auch die Dauerhaftigkeit und Dichtig-

    keit des Betons werden erhht, wenn eine Steinkohlen-

    flugasche von hoher puzzolanischer Aktivitt mit der

    gebotenen Sorgfalt bezglich Betonzusammensetzung

    und Nachbehandlung verwendet wird. Da Steinkohlen-

    flugaschen die Hydratationswrmeabgabe der erhr-

    tenden Betone stark reduzieren, lassen sich mit ihr Tem-

    peraturspitzen in massigen Betonbauteilen vermindern.

  • Betonpraxis 29

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Abb. 1.5.6Charakteristische Kornform von Steinkohlen-flugasche (Rasterelektronenmikroskop-Auf-nahme)

    Abb. 1.5.7Maximal anrechenbare Zusatzstoffmengendes Typs II auf den Wasserzementwert undden Mindestzementgehalt bei Verwendungvon CEM I und CEM II/A-LL

    CEM I 1) CEM II/A-LL 2)

    f 0,33 z f 0,25 z

    Steinkohlenflugasche (f) f kf (zmin 200) f kf (zmin 200) 0,8

    f + z zmin f + z zmin

    Silicastaub (s) 3)s 0,11 z

    nicht erlaubtks s + z zmin

    p 0,25 z p 0,25 z

    Puzzolanische Zusatzstoffe (p) 3) p kp (zmin 200) p kp (zmin 200) 0,8

    p + z zmin p + z zmin

    h 0,5 z

    Httensandmehl (h) 4) kh h + z zmin nicht erlaubt

    h + z zmin

    w/zeq quivalenter Wasserzementwert w/(z + kf f + ks s + kp p + kh h)

    k-Wert fr Flugasche nach SN EN 450 kf = 0,4

    k-Wert fr Silicastaub nach SN EN 13 263 ks = 1,0

    k-Wert fr Puzzolan kp = 0,4

    k-Wert fr Httensandmehl nach SN EN 15 167 kh = 0,5

    1) Der k-Wert-Ansatz gilt nicht fr die Expositionsklassen XA2 und XA3.

    2) Der Kalksteingehalt im Zement ist mit 17 M.-% zu bercksichtigen, was zu einem Abminderungsfaktor von 0,8 fhrt

    (1 (17/(100 17)) = 0,8). Der k-Wert-Ansatz gilt ausschliesslich fr Betone der Expositionsklassen XC1 bis XC4, XD1 und

    XF1. Die Anforderungen des Nationalen Anhangs NC (www.sia.ch/206-1) mssen eingehalten werden.

    3) Die Eignung puzzolanischer Zusatzstoffe (Typ II) gilt als nachgewiesen, wenn eine Europische Technische Zulassung, die

    sich ausdrcklich auf die Verwendung von Zusatzstoffen in Beton nach EN 206-1 bezieht, vorliegt oder die Anforderungen

    des Nationalen Anhangs NB (www.sia.ch/206-1) eingehalten werden. Ferner gelten die Anforderungen des Nationalen

    Anhangs NC (www.sia.ch/206-1).

    4) Der k-Wert-Ansatz sollte vornehmlich fr Betone des Tiefbaus und nicht fr jene des Hochbaus (Expositionsklassen XC1

    bis XC4, XD1 und XF1) erfolgen. Die Anforderungen des Nationalen Anhangs ND (www.sia.ch/206-1) mssen eingehal-

    ten werden.

    SteinkohlenflugascheHydrolent

    Hydrolent ist eine speziell ausgesuchte kieselsurereiche

    Steinkohlenflugasche gemss SN EN 450. Hydrolent lsst

    sich bei verschiedenen Bauaufgaben als Betonzusatzstoff

    zur allgemeinen Verbesserung der Verarbeitungseigen-

    schaften von Frischbeton, aber auch zur Erzielung spezi-

    fischer Festbetoneigenschaften verwenden.

  • Betonpraxis30

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Silicastaub

    Silicastaub, auch Kieselsurestaub oder Mikrosilica ge-

    nannt, entwickelt wegen seiner extrem hohen Feinheit

    und seines sehr hohen Kieselsuregehalts eine sehr grosse

    puzzolanische Aktivitt. Infolge seiner extremen Feinheit

    kann Silicastaub gewisse Probleme bei der Dosierung

    und bei der Homogenisierung der Betonmischung verur-

    sachen. Bei nicht sachgerechter Handhabung kann sich

    eine bermssige Feinststaubentwicklung einstellen, die

    die Luftreinhalteverordnung verletzt. Dem kann durch

    nachfolgende Verwendungsarten entgegengewirkt wer-

    den:

    als in den Zement integrierter Bestandteil (z. B. Port-

    landsilicastaubzement CEM II/A-D, Fortico 5R)

    als Silicastaub-Slurry (in Wasser aufgeschlmmtes

    Produkt)

    als granulierter Silicastaub.

    Die Zugabe von Silicastaub zur Betonmischung ver-

    schlechtert deren Verarbeitbarkeit und verndert nach-

    haltig deren rheologische Eigenschaften (Fliesseigen-

    schaften). Durch den Zusatz besonderer Fliessmittel lsst

    sich eine ausreichende Verarbeitbarkeit erzielen. Um

    unangenehme berraschungen beim Einbringen des

    Frischbetons zu vermeiden, sind Versuche zur Verarbeit-

    barkeit erforderlich.

    Silicastaub wird in der Schweiz vorwiegend im Spritzbe-

    ton sowie im Hochleistungsbeton eingesetzt. Abb. 1.5.7

    gibt Auskunft ber die dabei maximal anrechenbaren

    Mengen auf den Mindestzementgehalt und den Wasser-

    zementwert.

    Natrliche Puzzolane

    Natrliche Puzzolane dazu zhlt auch Trass unter-

    scheiden sich je nach Herkunft stark in ihren Eigenschaf-

    ten.

    1.5.4 Latent hydraulische Zusatzstoffe

    Latent hydraulische Zusatzstoffe werden so genannt,

    weil sie in der Gegenwart bestimmter Anreger, beispiels-

    weise von geringen Mengen alkalisch reagierender

    Stoffe, aber auch von Sulfaten, langsam von selber mit

    Wasser unter Bildung von zementhydrathnlichen

    Stoffen reagieren und sich wie Zemente verfestigen.

    Httensande

    Httensande granulierte, getrocknete und auf mindes-

    tens die Feinheit von Zement gemahlene Hochofenschla-

    cken fallen als Nebenprodukt der Roheisenherstellung

    (Verhttung) an. Ihre Qualitt kann grossen Schwankun-

    gen unterliegen. Wegen der notwendigen, relativ auf-

    wendigen Investitionen zur Aufbereitung der Hochofen-

    schlacke ist hochwertiger Httensand nur beschrnkt

    auf dem Markt verfgbar. Die Anforderungen und Kon-

    formittskriterien sowie die Konformittsbewertung fr

    Httensandmehl sind in SN EN 15167 geregelt. Htten-

    sande werden in der Regel gemeinsam mit dem Klinker

    gemahlen und hierbei auch getrocknet. Es entstehen

    sogenannte Schlackenzemente (Portlandhttenzement,

    Abb. 1.5.8Stark belastete Sttze aus Hochleistungs-beton mit Fortico 5R

    Mit einer auf die Zementmasse bezogenen Dosierung

    von 5 bis 10% Silicastaub gemss SN EN 13263 lassen

    sich nachhaltige Verbesserungen der Betoneigen-

    schaften erzielen:

    gesteigerte Kohsion und stark erhhtes Wasser-

    rckhaltevermgen im Frischbeton, damit keine

    Entmischung

    Verminderung des Rckpralls beim Spritzbeton

    bedeutende Erhhung der Betonfestigkeit; erlaubt

    die Herstellung von hochfestem Beton

    erhebliche Verminderung der Betonporositt,

    damit eine wesentliche Verbesserung der Dauer-

    haftigkeit: erhhter Widerstand gegen Frost-,

    Frosttaumittel- und Sulfatangriff sowie gegen

    andere chemisch aggressive Stoffe

    verlangsamter Karbonatisierungsfortschritt, damit

    verbesserter Korrosionsschutz der Bewehrung.

  • Betonpraxis 31

    Die Ausgangsstoffe zur Betonherstellung

    Vorteilhafte Eigenschaften von Httensandmehl ent-

    haltenden Betonen:

    geringe Hydratationswrme und langsamere

    Wrmeabgabe; daher Einsatz bei massigen Beton-

    bauteilen und bei hoher Umgebungstemperatur

    dichteres Zementsteingefge; damit deutlich erhh-

    ter Widerstand des Betons gegenber dem Angriff

    von Sulfaten, Chloriden und anderen aggressiven

    Stoffen

    hhere Endfestigkeit des Betons, bei allerdings

    etwas verminderter Anfangsfestigkeit

    verminderte Ausblhungsgefahr (bei hohem Schla-

    ckengehalt)

    Hochofenzement), die je nach Httensandgehalt unter

    unterschiedlichen Namen und Normbezeichnungen in

    den Handel gelangen (siehe Kap. 1.1). Httensandhaltige

    Zemente erhrten umso langsamer, je hher ihr Htten-

    sandgehalt ist und erfordern eine Verlngerung der

    Nachbehandlung und der Ausschalfristen. Dennoch

    besitzen sie in der Anwendung eine Reihe von Vorzgen,

    die sie fr spezifische Betonanwendungen interessant

    machen.

    Je nach vorgesehenem spezifischen Verwendungszweck

    werden httensandhaltige Zemente der Provato- bzw.

    der Modero-Reihe angeboten, die sich hauptschlich hin-

    sichtlich ihres Schlackengehalts unterscheiden.

    1.5.5 Hydraulische und puzzolanische Zusatzstoffe

    Gebrannter Schiefer

    lschiefer ist ein natrlich vorkommendes Sediment-

    gestein, das brennbare organische Anteile (sogenanntes

    Kerogen) enthlt. Aufgrund dieser organischen Anteile

    kann lschiefer bei rund 800 C eigenstndig (d. h. ohne

    jegliche Energiezustze) verbrannt werden. Dabei ent-

    steht feinkrniger, gebrannter, reaktiver Schiefer, der aus

    verschiedenen anorganischen Bestandteilen zusammen-

    gesetzt ist, die puzzolanische, aber auch hydraulische

    Eigenschaften besitzen.

    Gebrannter Schiefer wird nur als Zementzusatzstoff ein-

    gesetzt. Zement