Massgebende Einflussfaktoren auf die Qualität von Sichtbeton
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- Carsten Esser
- vor 6 Jahren
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1 Massgebende Einflussfaktoren auf die Qualität von Sichtbeton Dr. Andreas Leemann Empa / Gruppenleiter Betontechnologie Dr. Andreas Leemann Seite 1
2 Teil 1: Sedimentation und Bluten von Beton Teil 2: Wechselwirkungen zwischen Beton, Trennmittel, Schalung, Verarbeitung und Umgebungsbedingungen Projektteam: Andreas Leemann, Roman Loser, Frank Winnefeld Finanzierung:. Dr. Andreas Leemann Seite 2
3 Projektziele Teil 1 Einfluss der folgenden Parameter auf Sedimentation und Bluten von Beton klären: Zementart Fliessmittel-Typ und Dosierung Verarbeitbarkeit und w/z-wert Verdichtungsdauer Temperatur Steifigkeit der Schalung (SB3) Dr. Andreas Leemann Seite 3
4 Vorgehen Phase Zementleim: Sättigungspunkt Phase Mörtel: Auswirkungen der verschiedenen Parameter Phase Beton: Auswirkungen der wichtigsten Parameter und Überprüfen der Übertragbarkeit Mörtel-Beton Materialien Zement / Zusatzstoff Fliessmittel CEM II/A -LL 42.5 N (A) CEM II/A -LL 42.5 N (B) CEM I 42.5 N (A) Naphtalinsulfonate ("NF") Polycarboxylate Ether 1 ("PC1") Polycarboxylate Ether 2 ("PC2") Steinkohleflugasche - Dr. Andreas Leemann Seite 4
5 Resultate Mörtelversuche: Beispiel Temperatur Bluten [%] CEM II/A-LL 42.5 N (A), FM NS, _ Temperatur Zeit [h] S1.0-tiefkalt S1.0-hochkalt S1.0-tiefnorm S1.0-hochnorm S1.0-tiefwarm S1.0-hochwarm Sedimentation [%] CEM II/A-LL 42.5 N (A),? Temperatur Ausbreitmass [mm] S1.0-norm S1.0-kalt S1.0-warm Bluten wird durch tiefe Temperaturen verstärkt Temperatur wirkt sich auf die Sedimentation nicht aus Dr. Andreas Leemann Seite 5
6 Resultate Mörtelversuche: Beispiel Verarbeitbarkeit durch Erhöhung des Ausbreitmasses werden Bluten und Sedimentation verstärkt Auswirkungen auf Sichtflächen Dr. Andreas Leemann Seite 6
7 Resultate Betonversuche 4.0 S Bluten [%] S0.4 S1.0 5 C Entmischungmass R 2 = Ausbreitmass [cm] Ausbreitmass [cm] Sedimentation und Bluten werden massgebend durch das Ausbreitmass gesteuert Bluten wird durch tiefe Temperaturen wesentlich verstärkt Dr. Andreas Leemann Seite 7
8 Zusammenfassung: Wertung der Einflussfaktoren Einflussfaktor Sedimentation Bluten Verarbeitbarkeit massgebend massgebend Verdichtungsdauer massgebend untergeordnet Zementart nicht relevant untergeordnet Fliessmittel nicht relevant untergeordnet * Luftporenbildner massgebend untergeordnet Temperatur nicht relevant massgebend * beim Beton, beim Mörtel massgebend Dr. Andreas Leemann Seite 8
9 Projektziele Teil 2: Einflussfaktoren auf Sichtbeton Trennmittel (Art, Menge) Temperatur Witterung (Niederschlag, Wind, Sonneneinstrahlung) Schalhaut (Material, Oberfläche, Struktur, Saugfähigkeit) Schalungseinteilung (Schalungsplan, Fugen, Anker) Steifigkeit der Schalung Dichtigkeit der Schalung Ebenheit Sichtbeton-Qualität Struktur Lunkern Farbe Farbtonkonstanz Porigkeit Flächengliederung Betonqualität (Zusammensetzung, Konsistenz, Konstanz) Betoneinbau (Unterbrüche, Fallhöhe, Betondruck) Verdichtung (Intensität, ortliche Variation, Entmischung) Verunreinigungen in der Schalung Abstandhalter Kantenausbildung Nachbehandlung (Ausschalfrist, Nachbeh., Rissbildung) Dr. Andreas Leemann Seite 9
10 Materialien Beton: 320 kg/m 3 CEM II/A-LL 42.5 N, w/z = 0.50, ohne Zusatzmittel, Ausbreitmass ca cm, f c,28 45 N/mm 2 Trennmittel: wässrige Emulsion pflanzlicher Öle lösungsmittelhaltiges modifiziertes Mineralöl lösungsmittelfreies modifiziertes Mineralöl, Hersteller A und B Schaltafeln: phenolharzbeschichtete Furniersperrholzplatte, 120 g/m 2 (braun) melaminharzbeschichtete Dreischichtplatte (gelb) kunststoffbeschichtete Birkensperrholzplatte (blau) gehobelte Brettschalung (Fichte), unbeschichtet Dr. Andreas Leemann Seite 10
11 Beeinflussung der Zementhydratation durch Trennmittel 10 CEM II/A-LL 42.5, w/z= % Trennmittel/Zement 10 Hydratationswärmefluss [J/(g*h)] ohne TM wässrige Emulsion lösungsmittelhaltig lösungsmittelfrei A lösungsmittelfrei B Hydratationszeit [h] max. Hydratationswärmefluss [J/(g*h)] CEM II/A-LL, wässrige Emulsion CEM II/A-LL, lösungsmittelhaltig CEM II/A-LL, lösungsmittelfrei A CEM II/A-LL, lösungsmittelfrei B CEM I, lösungsmittelfrei A CEM II/A-LL + FM, lösungsmittelfrei A Trennmittelgehalt [%] hohe Trennmittelgehalte beeinflussen die Zementhydratation Beeinflussung bei CEM I grösser als bei CEM II/A-LL keine Beeinflussung bei zusätzlicher Zugabe von Fliessmittel Dr. Andreas Leemann Seite 11
12 Betonierversuche Ansicht Schnitt X-X X A B 50 X Dr. Andreas Leemann Seite 12
13 Schaltafelart ohne Trennmittel Dr. Andreas Leemann Seite 13
14 Homogene Oberflächen Beton im Konsistenzbereich F4 F5, der nicht zum Bluten neigt Bsp. Beton mit Luftporenbildner Dr. Andreas Leemann Seite 14
15 Übermässiger Trennmittelauftrag bei Konsistenz F2 F3 lösungsmittelhaltig lösungsmittelfrei Dr. Andreas Leemann Seite 15
16 Beton im Konsistenzbereich F4 F5, starkes Bluten Bsp. Beton mit w/z = 0.60, Alter 14 d Dr. Andreas Leemann Seite 16
17 Tiefe Temperatur (5 C), Beton ohne Fliessmittel weitere 7 d bei 20 C 14 d bei 5 C Dr. Andreas Leemann Seite 17
18 Tiefe Temperatur (5 C), Beton mit Fliessmittel hell dunkel Betonoberfläche (Rasterelektronenmikroskop) Dr. Andreas Leemann Seite 18
19 Bewitterte Schaltafeln Dr. Andreas Leemann Seite 19
20 Randaufwölbung bei Schaltafeln (v.a. braune Schaltafel) Wasserzutritt in Schaltafelränder verhindern! Dr. Andreas Leemann Seite 20
21 Schlussfolgerungen homogenste Oberflächen mit Beton der Konsistenzklasse F4 F5 und geringem Bluten grösste Helligkeitsunterschiede bei tiefen Temperaturen und Beton der Konsistenzklasse F4 F5 mit starker Neigung zum Bluten dunkle Flecken bei lokal saugender Schalung übermässiger Trennmittelauftrag führt zu Hydratationsstörungen Schaltafeln nicht frei bewittert lagern Wassereintritt in Schalbrettfugen verhindern (v.a. bei brauner Schalung) Trennmittel verringern die Porigkeit mit zunehmendem Ausbreitmass des Betons nimmt die Porigkeit ab Dr. Andreas Leemann Seite 21
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