Praktische Erfahrungen mit den neuen Betonnormen

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1 Strength. Performance. Passion. Praktische Erfahrungen mit den neuen Betonnormen Dr. Peter Lunk Holcim (Schweiz) AG

2 Inhalt Einleitung Betonsorten Expositionsklasse und schweizerische Dauerhaftigkeitsprüfungen Karbonatisierungswiderstand Sulfatwiderstand k-wert-konzept Luftporengehalt Nachbehandlung Zusammenfassung 2

3 Einleitung SN EN «Nationale Anhänge A-D» Merkblatt SIA 2040 «Recyclingbeton» Merkblatt SIA 2042 «Vorbeugung von Schäden durch Alkali-Aggregat- Reaktion (AAR)» SN EN «Ergänzende Regeln für selbstverdichtenden Beton (SVB)» SN EN 1536 «Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau - Bohrpfähle» SN EN 1538 «Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau - Schlitzwände» SN EN «Ausführung von Tragwerken aus Beton» SIA 262/1 «Ergänzende Festlegungen»

4 Einleitung

5 Betonsorten

6 Expositionsklassen und Dauerhaftigkeitsprüfungen (1/3)

7 Expositionsklassen und Dauerhaftigkeitsprüfungen (2/3)

8 Karbonatisierungswiderstand [mm/a 0.5 ] Expositionsklassen und Dauerhaftigkeitsprüfungen (3/3) Karbonatisierungswiderstand versus Wasserleitfähigkeit Z min = kg/m 3 w/z eq = Grenzwerte Wasserleitfähigkeit [g/m 2 h] Keine Korrelation zwischen den Prüfungen. Wasserleitfähigkeitsprüfung ist weniger sensitiv.

9 Karbonatisierungswiderstand (1/4) Schnellkarbonatisierungsverfahren - Probenvorbereitung Herstellen eines Betonprisma Unter-Wasser Lagerung bis 3. Tag Trockenlagerung vom 3. bis 10. Tag Vorlagerung in Klimaschrank (CO %, 57 3% r.f.) vom 10. bis 28. Tag Vorlagerung in Klimaschrank (CO 2 = %, 57 3% r.f.) vom 28. bis 91. Tag

10 Karbonatisierungswiderstand (2/4) Karbonatisierungstiefe Betonprismen lagern im Karbonatisierungsschrank. Nach einer Nullmessung wird die Karbonatisierungstiefe an abgespaltenen Betonscheiben zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen. Abspalten einer Betonscheibe Besprühen mit Phenolphtaleinlösung Fixieren des Farbumschlages Messen der Karbonatisierungstiefe Karbonatisierungskoeffizient Aus den Karbonatisierungstiefen wird durch lineare Regression ein Karbonatisierungskoeffizient, d.h. eine Karbonatisierungsgeschwindigkeit, errechnet.

11 Karbonatisierungswiderstand [mm/a 0.5 ] Karbonatisierungswiderstand (3/4) Karbonatisierungswiderstand K N K N ist der umgerechnete Karbonatisierungskoeffizient unter natürlichen Bedingungen. Je höher der Wert, um so schlechter ist der Widerstand! Jahre (B,C) 100 Jahre (C) 100 Jahre (B) Betonsorte C Betonsorte B Betone der Betonsorte C (XC4) erfüllen die Anforderungen grundsätzlich. Betone der Betonsorte B (XC3) nicht in jedem Fall!

12 Karbonatisierungswiderstand [mm/a 0.5 ] Karbonatisierungswiderstand (4/4) Ausgewählte Betone der Betonsorte B (XC3) Optimo 4 Optimo % FA Optimo % FA CEM II/B-LL CEM III/B Betone mit CEM II/B-LL und CEM III/B-Zementen sowie Kombinationen von Zement + Zusatzstoffen können die Anforderungen für XC3 nicht Immer erfüllen. Die Betonzusammensetzung muss angepasst werden.

13 Sulfatwiderstand (1/2) Zulässige Zemente mit hohem Sulfatwiderstand SIA 262-Register der freigegebenen Zemente und Kombinationen von Zementen und Zusatzstoffen Internetadresse: oder 13

14 Sulfatwiderstand (2/2) 4 x 1 Zyklus à 7 d Auswertung Prüfung Trocknung Abkühlen Lagerung Zusatzlagerung Na 2 SO 4 -Lösung (30 g SO 4 2- /l) SIA 262/1, Prüfung D (alt) SIA 262/1, Prüfung D (neu) 50 C, 119h 20 C, 1h 48 h 56 d Keine Längenänderung nach 28 d 4 Zyklen; Grenzwert Δl 0.5 Längenänderung nach 56 d Zusatzlagerung; Grenzwert Δl 1.2 Die Prüfdauer bei der neuen Sulfatprüfung beträgt insgesamt 84 Tage gegenüber 28 Tagen bei der alten Prüfung. Auswertungszeitraum und Grenzwerte sind nicht vergleichbar!

15 k-wert Konzept (1/2) Anrechenbarkeit von reaktiven Betonzusatzmitteln (Typ II) auf den Mindestzementgehalt (Z min ) und auf den äquivalenten w/z-wert (w/z eq ) 4 Kriterien müssen erfüllt werden: Gewährleistung der Alkalität Maximal anrechenbare Zusatzstoffmenge Zulässiger Mindestzementgehalt Äquivalenter w/z-wert Zulassung von neuen Kombinationen von Zementen und Zusatzstoffen erfolgt durch SN EN 206-1, Anhang L und wird im SIA 262-Register veröffentlicht.

16 k-wert Konzept (2/2)

17 Luftgehalt Mindestluftgehalt + 4 Vol. % = oberer Grenzwert 1% 1.5% 2% 2.5% 3% 3.5% 4% 4.5% 5% 5.5% 6% 6.5% 7% Zulässige Grenzabweichungen für Konformitätsnachweis: -0.5% und +1% Der Mindestluftgehalt wird vom Hersteller festgelegt!

18 Nachbehandlung (1/6) Die Nachbehandlungsdauer wird durch die Nachbehandlungsklassen (NBK) 1 bis 4 beschrieben und ist projektspezifisch festzulegen. Massgebend ist der prozentuale Anteil der charakteristischen Druckfestigkeit nach 28 Tagen in der Betonrandzone Die Druckfestigkeit in der Betonrandzone wird betrachtet, nicht der Hydratationsgrad!

19 Nachbehandlung (2/6) Anforderung Expositions -klasse Umgebungsbeanspruchung Nachbehandlungsklasse Keine - - NBK 1 Normal Keine besonderen Ansprüche an die Dichtigkeit z.b. XC2 NBK 2 Erhöht Bewitterte Aussenbauteile z.b. XC4 NBK 3 Hoch Stark belastete Bauteile (Frost-Tausalz) mit einer langen Nutzungsdauer oder Verschleissbeanspruchung z.b. XD3, XF4 NBK 4

20 Nachbehandlung (3/6) Normative Richtwerte für die Mindestnachbehandlungsdauer Die Festigkeitsentwicklung des Betons wird durch das Verhältnis (r) der mittleren Druckfestigkeiten nach 2 und 28 Tagen beschrieben.

21 Nachbehandlung (4/6) Experimentell ermittelte Näherungswerte für den Koeffizient r in Abhängigkeit der Zementart (ohne Berücksichtigung von w/z-wert, Zusatzmittel.) Festigkeitsentwicklung von Beton bei 20 C Zementart CEM 52,5 R und CEM 52,5 CEM 42,5 R und CEM 42,5 CEM 32,5 R und CEM 32,5 CEM III/B 32,5 f cm2 / f cm28 [%] sehr langsam langsam mittel schnell

22 f c, cube [N/mm 2 ] Nachbehandlung (5/6) Alternatives Vorgehen: Nachbehandlungsdauer aus gemessenen Werten für die Festigkeitsentwicklung eines Betons C30/37; D max = 32 mm; CEM II/B-M (T-LL) 42,5; Z= 310 kg/m 3 w/z = 0.49 f ck (100%) NBK 4 (70%) NBK 3 (50%) NBK 2 (35%) Betonalter [Tage]

23 Nachbehandlung (6/6) Vergleich der Mindestnachbehandlungsdauern aus der Norm (Richtwerte) und nach dem alternativen Verfahren aus der gemessenen Festigkeitsentwicklung Nachbehandlungsklasse Mindestnachbehandlungs-dauer nach Richtwerttabelle [Tage] mittel schnell Mindestnachbehandlungsdauer aus Festigkeitsentwicklung [Tage] NBK / / / 1.3 NBK / / / 1.7 NBK / / / 2.5 Werte für 20 C / Werte für 10 C. Die Anwendung des Alternativverfahrens mit gemessener Festigkeitsentwicklung ist bei einem grossen Unterschied zwischen der charakteristischen Druckfestigkeit f ck und der mittleren Druckfestigkeit f cm zu überprüfen (Überfestigkeiten).

24 Zusammenfassung Wesentliche Änderungen der Norm SN EN sind in der Beton-Broschüre enthalten. SIA Arbeitsgruppe Normeninterpretation ist Anlaufstelle für offene Fragen zu den Betonnormen und Merkblättern. Entscheide werden durch SIA Kommission 262 gefällt und durch die SIA veröffentlicht.

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