Teil 1: Trockenspritzbeton für Hang- und Baugrubensicherungen sowie als Ausbruchsicherung im Tunnel- und Stollenbau
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- Adrian Hummel
- vor 7 Jahren
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1 Teil 1: Trockenspritzbeton für Hang- und Baugrubensicherungen sowie als Ausbruchsicherung im Tunnel- und Stollenbau Teil 2: Materialien für die Betoninstandsetzung 1
2 Anwendung Trockenspritzbeton wird u.a. eingesetzt : als Sicherungsmaßnahme für Baugruben schützt temporär oder dauerhaft vor Abrutschen der Böschung schützt vor Aufweichung und Erosion durch Oberflächenwasser ist geometrisch uneingeschränkt anpassungsfähig gute Haftung auf unterschiedlichsten Untergründen 2
3 Anwendung Trockenspritzbeton wird u.a. eingesetzt : als Sicherungsmaßnahme im Tunnelbau schützt dauerhaft vor Felseinsturz Abdichtfunktion bei Wasserzutritt aus wasserführenden Felsschichten ist geometrisch uneingeschränkt anpassungsfähig Auftrag vertikal und über Kopf auch in großen Schichtstärken möglich 3
4 Materialanforderungen Trockenspritzbeton ist ein Gemisch aus Anteilen schnell erstarrendem Zement (allgemein: Bindemittel) und Zuschlagstoffen bis 8 mm Der Bindemittelgehalt richtet sich in erster Linie nach den Festigkeitsanforderungen Besondere Anforderungen wie Sulfatbeständigkeit oder geringes Versinterungspotential erfordern den Einsatz spezieller Bindemittel Anteile latent hydraulischen Zusatzstoffe wie aufgemahlene Hochofenschlacke oder Silikastaub erhöhen die Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit des Spritzbetons 4
5 Materialanforderungen Bei Trockenspritzbeton sind ein schnelles Erstarren und eine schnelle Festigkeitsentwicklung entscheidend. Dadurch haftet der aufgebrachte Spritzbeton vertikal und über Kopf auch in großen Schichten. Schretter & Cie hat für derartige Trockenspritzbetone einen speziellen Spritzzement entwickelt, der ohne zusätzliche Erstarrungsbeschleuniger reagiert. Das Erstarrungsverhalten von normalem Portlandzement (PZ) wird durch im Zement enthaltene Gipsanteile gesteuert, dadurch ist Beton lange verarbeitbar. Beim Spritzzement wird auf Gips verzichtet und die frühe Reaktion durch Zusätze aktiviert. Je nach Zementgehalt im Spritzbeton können damit Trockenspritzbetone der Frühfestigkeitsklasse J2 oder J3 hergestellt werden. 5
6 Frühfestigkeit Frühfestigkeitsentwicklung innerhalb der ersten 24 Stunden 6
7 Frühfestigkeit Bei der Frühfestigkeitsentwicklung kann unterschieden werden zwischen der Frühstfestigkeit im Bereich der ersten Minuten bis ca. 1 Stunde und der weiteren Frühfestigkeitsentwicklung bis 24 Stunden. Die Bestimmung erfolgt mittels unterschiedlicher Verfahren: Penetrometer innerhalb der ersten Minuten Bolzensetzer innerhalb der ersten Stunden Bohrkern nach 24 Stunden 7
8 Frühfestigkeit Penetrometer (0,2-1,0 MPa) Mittels Penetrationsnadel kann die Frühstfestigkeit anhand des Eindringwiderstands sofort nach Spritzauftrag verfolgt werden 8
9 Frühfestigkeit Bolzensetzer (2-16 MPa) Mittels Bolzensetzgerät werden Metallstifte in den jungen Spritzbeton geschossen. Anhand der Eindringtiefe und Ausziehwiderstand wird die Festigkeit berechnet 9
10 Frühfestigkeit Bohrkern Für die Bestimmung der charakteristischen Zylinderdruckfestigkeit kann frühestens begonnen werden, sobald der Spritzbeton Festigkeiten um 10 MPa erreicht hat. Bei der Bestimmung der Frühfestigkeitsklasse wird üblicherweise nach 24 h gebohrt und gemessen 10
11 Sieblinie Eine ideale Spritzbetonsieblinie ist wichtig für ein dichtes Betongefüge. Hohlräume zwischen gröberen Zuschlägen müssen durch jeweils kleinere Sandkörner verfüllt sein für eine möglichst dichte Packungsdichte. Bei der Erstellung der Sieblinie für Trockenspritzbeton muss der Hersteller den Rückprall berücksichtigen. Beim Spritzvorgang geht anteilsmäßig mehr Grobanteil verloren, wodurch die Sieblinie feiner wird! Die Spritzbetonsieblinie wird graphisch dargestellt als prozentualer Siebdurchgang in Abhängigkeit von der Maschenweite. 11
12 Sieblinie 12
13 Sieblinie Sieblinie zu grob viele und große Hohlräume poriges Betongefüge geringe Festigkeit schlechte Betonqualität Sieblinie zu fein hoher Wasserbedarf hoher Wasser/Zement-Wert (W/Z > 0,50) geringe Festigkeit schlechte Betonqualität 13
14 Rückprall Neben der Zusammensetzung des Trockenmischguts ist die Spritzbetonqualität in erster Linie abhängig vom Spritzergebnis also dem Düsenführer! Der Düsenführer hat maßgeblichen Einfluss auf Spritzbild und Rückprall (RP). Der RP ist bereits im Trockenmischgut vom Hersteller berücksichtigt, so dass der richtige RP-Anteil eine optimale Spritzbetonqualität ermöglicht. Zu hoher RP verschlechtert die Spritzbetonqualität! 14
15 Rückprall Es ist die Aufgabe vom Düsenführer durch optimale Düsenführung den RP und damit die Spritzbetoneigenschaften zu steuern: Wassermenge zu viel Wasser zu wenig Wasser Luftmenge zu viel Luft zu wenig Luft hoher W/Z, geringe Festigkeit viel RP und Staub, Gefahr von Spritzschatten viel RP und Staub viel RP, schlechte Verdichtung und Haftung 15
16 Rückprall Düsenabstand zu groß zu gering viel RP, schlechte Haftung viel RP, schlechte Verdichtung Der richtige Düsenabstand richtet sich nach der Spritzleistung (i.a. 0,5-2 m) Spritzwinkel zu flach viel RP 16
17 Rückprall Düsenbewegung Durch ruhige, kreisförmige Spritzbewegungen trifft der Spritzstrahl immer auf ein frisches Spritzbett, dadurch wird die Haftung erhöht und der RP minimiert 17
18 Rückprall Der Rückprall lässt sich am Spritzstand einfach bestimmen. Dabei wird durch Wägung die Menge des verlorenen Bodenmaterials mit dem gesamt verspritzten Material ins Verhältnis gesetzt: Rückprall [%] = Masse (Rückprall am Boden) Masse (Material in Spritzkiste) + Masse (RP am Boden) 18
19 Teil 2: Betoninstandsetzung- Anwendung Betoninstandsetzungen werden durchgeführt wenn die Gebrauchstauglichkeit eines statisch relevanten Bauwerks wieder hergestellt werden soll. Dies reicht von kleinflächigen Reparaturen bis hin zu großflächigen Sanierungen oder Verstärkungen der Bausubstanz: Schutz gegen Eindringen von korrosionsfördernden Stoffen Betonersatz zur Wiederherstellung des Bewehrungsschutzes Betonersatz zur Wiederherstellung der Form und Funktion Verstärkung durch Erhöhung der Tragfähigkeit 19
20 Teil 2: Betoninstandsetzung- Bauwerkszustand Vor der eigentlichen Betoninstandsetzung muss der Bauwerkszustand von Fachpersonal erhoben werden: augenscheinlich mechanisch Schadstellen Risse, Abplatzungen, Roststellen Hohlstellen abklopfen, verdächtige freilegen, Abreißfestigkeit bestimmen chemisch Chloridbelastung, Karbonatisierung im Beton 20
21 Teil 2: Betoninstandsetzung- Materialien Die Materialauswahl erfolgt objektspezifisch und richtet sich nach der Instandsetzungsmaßnahme und Bauwerksnutzung. Für statisch relevante Betoninstandsetzungen finden zertifizierte Sanierprodukte ihren Einsatz: CE-Kennzeichnung ÖBV-Gütezeichen Spritzmörtel Nassspritzmörtel Händische Saniermörtel Oberflächenschutzsysteme z.b. NOVISAN SB 4 L Trockenspritzmörtel oder NOVISAN NSM 4 K z.b. NOVISAN SK 8 Sanierbeton 21
22 Teil 2: Betoninstandsetzung- Verarbeitung Eine ordentliche Betoninstandsetzung beginnt mit der Vorbereitung! Betonabtrag durch Höchstdruckwasserstrahlen oder Schrämen rostige Armierungseisen freilegen (ggfs. auch auf der Rückseite!) 22
23 Teil 2: Betoninstandsetzung- Verarbeitung ausreichende Rautiefe auf der Altbetonoberfläche herstellen, je nach Größtkorn des Saniermörtels/-betons bis mind. 2mm! lose Teile, Staub, Öl, etc. entfernen Altbeton vorbefeuchten (wassersättigen), auf horizontalen Flächen Wasserpfützen beseitigen! bei händischem Auftrag grober Mörtel unbedingt eine Haftbrücke als Verbundschicht zum Altbeton mit Wurzelbürste oder Straßenbesen aufbringen, nicht zu große Flächen vorbereiten um vorzeitiges Austrocknen zu vermeiden! 23
24 Teil 2: Betoninstandsetzung- Verarbeitung Saniermörtel/-beton frisch in frisch einarbeiten Flächen sofort mit Folie, Vlies, o.ä. nachbehandeln, je nach Witterung (Sonne, Wind) mehrere Tage! 24
25 Fragen? Danke für Eure Aufmerksamkeit!!! 25
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