BAUSTOFF BETON. Inhalt: 1. Einführung - Baustoff Beton DICHTSCHICHTEN AUS ULTRAHOCHFESTEM BETON (UHPC) ALS BESTANDTEIL VON

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1 Inhalt: DICHTSCHICHTEN AUS ULTRAHOCHFESTEM BETON (UHPC) ALS BESTANDTEIL VON 1. Einführung - Baustoff Beton 2. Ultrahochfester Beton UHFB praktische Anwendungen Dr. Eduard Konopka, HFT Stuttgart, Weibern, 18./ Neben und zusammen mit Stahl ist Beton heute der wichtigste Baustoff. Seine Geschichte beginnt bereits zur Römerzeit. Der Römische Beton (opus caementitium) war einer der bedeutendsten Erfindungen der Baugeschichte. Eines der eindrucksvollsten Bauwerke der Menschheitsgeschichte ist das Pantheon in Rom mit einer gewaltigen Kuppel aus römischen Leichtbeton, die einen Durchmesser von 43 m besitzt. Bis zum Bau der Jahrhunderthalle in Breslau (Schlesien) im Jahre 1912 war sie die weitestgespannte Massivkuppel der Welt. BAUSTOFF BETON BAUSTOFF BETON Definition: Gezielt hergestellter künstlicher Stein, der aus einem Gemisch von Zement, Betonzuschlag (Sand, Kies) und Wasser durch Erhärten (Hydratation) des Zementleims entsteht. AUSGANGSSTOFFE WASSER SAND KIES ZEMENT ZUSATZSTOFFE: GESTEINSKÖRNUNGEN 3-STOFF-SYSTEM Flugasche (SFA), Silikastaub für Beton (MS), Trass usw. ZUSATZMITTEL: FM, BV, LP, usw. 5-STOFF-SYSTEM 1

2 N/mm² Womit unterscheidet sich Beton von anderen Baustoffen? Beton wird in überwiegendem Maße als Ortbeton hergestellt, d. h. er wird erst auf Baustelle zum Bauteil geformt. Daher unterscheidet sich Beton von anderen Baustoffen (wie z. B. Mauersteine, Stahl oder Glas), die lediglich richtig ausgewählt und Eingesetzt werden müssen. Normalbeton NB, Leichtbeton LB /LC und Schwerbeton nach EN und DIN 1045 Hochfester Beton (HFB) nach EN 206-1/DIN 1045 > C55/67 Ultrahochfester Beton (UHFB) nach EN 206-1/DIN 1045 > C100/115 Selbstverdichtender Beton (SVB) Jahresproduktion des Betons in Deutschland > 100 Millionen m³ BETON HEUTE Fortschritt in der Betontechnologie in den letzten 200 Jahren Jahr SVB UHFB NB / HFB JAPAN Selbstverdichtender Beton (SVB) wurde zum ersten Mal in Japan entwickelt und hergestellt. Forschungsarbeiten ab 1983 (Okamura) Entwicklung von Superplastifikatoren auf der Wirkstoffbasis Polykarboxylat -ether PCE Erste praktische Anwendung des SVB EUROPA Forschungsarbeiten seit ca. 10 Jahren DEUTSCHLAND ERSTE ANWENDUNGEN DES SVB (HPC + UHPC) Akashi-Kaikyo-Brücke, erstes SVB-Großprojekt, Japan, 1991 RASTERDECKENELEMENTE NACH DEM EINBAU B 31 BEI FREIBURG Sicht von unten Sicht von oben Erste 3 Zulassungen in

3 INHALT Einführung Flächenabdichtungssystem Contec Ferroplan - allg. bauaufsichtliche Zulassung in Deutschland Anwendungen und praktische Beispiele Ergebnisse der Weiterentwicklung 2. Ultrahochfester Beton (UHPC) Anwendungen am Beispiel von FERROPLAN Schlusswort VERGLEICH: ZEMENT NACH DIN EN / BINDER N VERGLEICH DER EIGENSCHAFTEN NB / UHPC 3

4 FLÄCHENABDICHTUNGSSYSTEM CONTEC FERROPLAN AUFBAU 1. Bewehrung: Betonstahlmatte 50 x 50 x 6-8 mm 2. Beton (HFB / bzw. UHFB): CONTEC -Binder N Gesteinskörnungen: Sand CONTEC B9/ bis 1,5 mm Splitt CONTEC B7 (Granit) Alternativ: CONTEC B4 3-6 mm (Bauxit) (Trockenbeton vorgefertigt in 750 kg big-bags) 3. Stahlfasern FLÄCHENABDICHTUNGSSYSTEM CONTEC FERROPLAN STANDARDMISCHUNG Standardmischung aus einzelnen Komponenten: Contec Binder N 25 kg (1 Sack) Contec B9 / Sand 40 kg (1 Sack) Contec B7 / 2 4 mm 75 kg (3 Säcke) Granitsplitt aus Norwegen Stahlfasern Wasser w/z-wert 0,35 Konsistenz: Schichtdicke: für maschinelles Glätten geeignet mm Mischer: mindestens 180 l -Estrich-Zwangsmischer Bedarf: 200 kg CONTEC-Mörtel für ca. 5 m² bei 22 mm Schichtstärke INSTANDSETZUNG EINER BETRIEBSTANKSTELLE IN ASPACH BEI STUTTGART INSTANDSETZUNG EINER BETRIEBSTANKSTELLE IN ASPACH BEI STUTTGART 4

5 GLÄTTEN BESENSTRICH INSTANDSETZUNG EINER BETRIEBSTANKSTELLE IN ASPACH BEI STUTTGART EDELMETALLSORTIERANLAGE IN KARLSRUHE Druckfestigkeit (f c 150 mm cub) : 1d 58 N/mm² 2 d 72 N/mm² 5 d 73 N/mm² 7 d 94 N/mm² 28 d 115 N/mm² 56 d 126 N/mm² 5

6 ZUSTAND DER FAHRBAHNFLÄCHE EDELMETALLSORTIERANLAGE IN KARLSRUHE ZUSTAND DER BETONOBERFLÄCHE EDELMETALLSORTIERANLAGE IN KARLSRUHE ZUSTAND DER BETONOBERFLÄCHE NACH 1 MONAT FERROPLAN NB - alt Druckfestigkeit (f c 150 mm cub) : 28 d 102 N/mm² E-Modul: 28 d N/mm² CDF-Test: 3 5 g/m² Spaltzugfestigkeit: 28 d 6,2 N/mm² INSTANDSETZUNG DER FAHRBAHNPLATTE BEI EINER SPEDITIONSFIRMA IN HEILBRONN INSTANDSETZUNG DER FAHRBAHNPLATTE BEI EINER SPEDITIONSFIRMA IN HEILBRONN Druckfestigkeit (f c 150 mm cub) : 1d 58 N/mm² 3 d 74 N/mm² 7 d 88 N/mm² 28 d 107 N/mm² 6

7 ZUSÄTZLICHE UNTERSUCHUNGEN ZUSÄTZLICHE UNTERSUCHUNGEN AM BAUWERK NACHWEIS DER DICHTIGKEIT AM BAUWERK ZUGFESTIGKEIT DES SYSTEMS INSTANDSETZUNG EINER STAHLBRÜCKE IN NL INSTANDSETZUNG DER MOERDIJK-BRÜCKE BEI ROTTERDAM IN HOLLAND 7

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9 NACHBEHANDLUNG 9

10 5 cm 10

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12 BETONFAHRBAHNPLATTE ALS ABDICHTUNG 12

13 WEITERENTWICKLUNG DER BETONZUSAMMENSETZUNG DAUERHAFTIGKEIT Schleifverschleiss (n. Böhme): Dickenverlust 0,73 2,45 mm FTW CDF-Test (3 %-ige NaCl) < 10 g/ m² Chlorideindringtiefe nach 2 Jahren = 1,5 mm Eindringtiefen von Referenzflüssigkeiten für LAU-Anlagen: unbedenklich Druckfestigkeit in N/mm² Prüfalter in Tagen Biegezugfestigkeit (Prismen): N/mm² M1 Standard GRANIT M3 MORÄNE M5 EOS M2 BASALT M4 BAUXIT BESTIMMUNG DER EINDRINGTIEFE VON REFERENZFLÜSSIGKEITEN 13

14 Schwinden in mm/m Schwindversuch Contec Ferroplan(Stand: ) 0, ,10-0,20-0,30-0,40-0,50-0,60-0,70-0,80-0,90 Contec Ferroplan -1,00-1,10-1,20 Zeit in Tagen 14

15 ALLGEMEINE BAUAUFSICHTLICHE ZULASSUNG ZUSAMMENFASSUNG Das CONTEC FERROPLAN-System kann sowohl bei der Instandsetzung von bestehenden Bauwerken als auch bei Neubauten (Industrieböden, Straßen- und Brückenbau) eingesetzt werden, bei der es auf besonders hohe mechanische Beanspruchungen ankommt. Die CONTEC FERROPLAN-Flächenabdichtungssysteme erfüllen sämtliche Kriterien für die Zulassung beim Abdichten der LAU-Anlagen. Die geringe Systemdicke mit mm ermöglicht den Einbau auch ohne teure Abbrucharbeiten, wenn die notwendige Raumhöhe nicht vorhanden ist. 15