Festbeton

• Verwendeter Zement
• w/z-Wert
• Betonzusatzstoffe
• Erhärtungsbedingungen (Feuchtigkeitsangebot und Temperatur

Je feiner ein Zement gemahlen ist, desto größer ist seine spezifische Oberfläche -> Reaktion mit dem Anmachwasser läuft schneller ab -> höhere Festigkeit

Je niedriger der w/z-Wert, desto höher die Festigkeit (Walz-Diagramm)

• Zugabe von inerten mineralischen Betonzusatzstoffen (Gesteinsmehl) ist betontechnologisch von Wert, obwohl Gesteinsmehl nicht direkt an der Festigkeitsentwicklung beteiligt ist
• Er vermindert die Hohlräume im unteren Korngrößenbereich -> bessere Kornabstufung des Feinmörtels -> Möglichkeit der Festigkeitssteigerung

Steht dem Beton nicht genügend Wasser zur Verfügung, kommt es Erhärtungsstörungen -> Festigkeitseinbußen, Absandungen, Schwindrissen und hohen Durchlässigkeiten gegenüber Wasser und Gas

• Je hoher die Temperatur, desto schneller ist die Anfangsdruckfestigkeit
• Eine niedrige Temperatur sorgt nach wenigen Monaten für eine höhere Druckfestigkeit

• Maßnahmen zum Schutz des (jungen) Betons gegen Einflüsse die Erhärten beeinträchtigen (starkes Abkühlen, Austrocknen, Starkregen und Erschütterung)
• Häufig wird in der Praxis die Gefahr von Austrocknen oder frühzeitigem Erfrieren nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt
• Ist nicht genug Wasser zur Verfügung kann der Beton nicht richtig Erhärten -> Erhärtungsschäden in den oberflächennahen Schichten -> Absandungen, Schwinderisse und hohe Durchlässigkeit von Wasser und Gas

• Wasserrückhaltende Maßnahmen
• Wasserzuführende Maßnahmen

• Der Beton wird in der Schalung gelassen oder mit Folie abgedeckt
• Flüssige Nachbehandlungsmittel weden aufgebracht und wasserhaltende Matten aus Jute oder Stroh werden zum Abdecken benutzt

• Kontinuierliches Besprühen mit Wasser oder Überstauen mit Wasser
• Nachbehandlungsempfindlichkeit hängt von 3 Parametern ab
• eingesetzter Zement: langsam erhärtender Beton -> längere Nachbehandlungszeit 
• Betontemperatur: geringere Temperatur -> Hydratatiosgeschwindigkeit sinkt
• Umweltbedingungen: Wind und Wasser
• Aufgrund des ausschlaggebenden Einflusses der Umweltbedingungen muss besonders im Randbereich und an der Oberfläche besonders gut nachbehandelt werden
• Insbesondere bei Beton der an der Oberfläche besonders beansprucht wird (Frost, chemische Angriffe, Verschleiß und wasserundurchlässiger Beton)

• Kontrolle bei der Betonherstellung im Betonwerk
• Anforderungsniveau liegt höher als auf der Baustelle
• Umfasst alle Maßnahmen zur Erreichung der festgelegten Konformität

• Baustoffauswahl
• Betonentwurf
• Betonherstellung
• Überwachung und Prüfungen
• Verwendung der Prüfergebnisse
• Überprüfung der für den Transport verwendeten Einrichtung
• Konformitätskontrolle nach der angegebenen Bestimmungen

• Eigentliche Kontrolle zur Einstufung in die Festigkeitsklassen
• Prüfung ist vom Hersteller durchzuführen um nachzuweisen das er den Anforderungen entspricht
• Proben werden nach Zugabe von Wasser und Zusatzmitteln zufällig ausgewählt
• Ergebnisse der Druckfestigkeit nach 28 Tagen müssen einzeln und als Mittelwert angegeben werden

• Wird von der Baufirma auf der Baustelle durchgeführt
• Stellt die gesonderte Festigkeit beim Einbau fest
• Stellt sicher das die Bauausführung der Norm und den bautechnischen Unterlagen entspricht
• Außerdem das die einzelnen Baustoffe und Produkte allen Vorgaben entsprechen

• Überwachung von Gerüsten und Schalungen
• Überwachung des Bewehrens
• Überwachung des Betonierens

• Bauleitung muss kontrollieren ob die Festigkeit zum Ausschalen reicht
• Ein Bautagebuch ist zu führen: Zeitabschnitte des Ausrüsten und des Ausschalen, Lufttemperatur und Witterungseinflüsse sind festzuhalten

• Folgende Punkte sind vor dem Betonieren zu beachten: Stahlsorte, Anzahle, Lage, Durchmesser der Bewehrung
• Stoß- und Übergreifungslängen
• Erforderliche Betondeckung
• Verunreinigung der Bewehrung
• Sicherung der Bewehrung gegen Verschieben beim Betonieren
• Anordnung der Bewehrung so dass das Einbringen und Verdichten des Betons nichts behindert wird

• Die maßgebenden Frisch- und Festbetoneigenschaften sind zu überprüfen und festzuhalten (Bautagebuch)
• Außerdem diese Punkte: Lufttemperatur und Witterungsbedingungen
• Bauabschnitte und Bauteile
• Art und Dauer der Nachbehandlung
• Beton wird anhand der Frisch- und Festbetoneigenschaften in Klassen eingeteilt
• Wenn ein Beton mehrere zutreffende Klassen hat dann ist die höchste maßgeblich

• Sollte vom Verwender durchgeführt werden um zu sehen ob er den geforderten Ansprüchen standhält 
• Besonders sinnvoll wenn zweifel an der Qualität vorhanden sind
• In der Praxis überschneidet sich die Prüfung oft mit den Überwachungskriterien

• Ein Gruppe von Betonzusammensetzungen mit verlässlichem Zusammenhang wichtiger Eigenschaften
• Hilft den Aufwand bei der Produktionskontrolle zu minimieren
• Folgende Punkte müssen Übereinstimmen: Zementart, Festigkeitsklasse, Ursprung der Ausgangsstoffe
• Nachweis ähnlicher Zuschläge und Zusatzstoffe (Typ I)
• Alle Konsistensklassen
• Betone mit einem begrenzten Bereich der festigkeitsklassen
• Bei Zusatzstoffen Typ II und Zusatzmitteln die Druckfestigkeit beeinflussen müssen es getrennte Betonfamilien sein

• Zylinder: Länge=300mm, Durchmesser=150mm
• Würfel: Kantenlänge=150mm

• Prüfkörper mit einer Schlankheit Länge/Durchmesser >1 (Zylinder) haben eine niedrigere Druckfestigkeit als der Würfel mit einer Schlankheit von 1 
• Gedrungene Proben haben eine höhere Querdehnungsbehinderung -> überhöhte Druckfestigkeit

• Die charakteristischen Werte für die Einteilung in Festigkeitsklassen erfolgt nach einer Lagerung von 28 Tagen unter Wasser
• In Deutschland wurde es bisher so gemacht dass man die Probe 7 Tage unter Wasser und 21 Tage an der Luft gelagert hat
• Dies hat zu folge das man die Ergebnisse nicht vergleichen kann ohne sie umzurechnen

• 1: Verlängerte Wasserlagerung -> Vollständige Hydratation -> höhere Druckfestigkeit
• 2: Vollständige Wassersättigung -> Bruchflächen leicht gegeneinander abgeschert -> Minderung der Druckfestigkeit
• 2. Wirkung überwiegt -> Festigkeit bei 28 Tagen Wasserlagerung etwas geringer -> die Prüfungsergebnisse nach der alten Norm müssen also etwas abgemindert werden

• Das Elastizitätsmodul ist ein Maß für die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Verformungen bei Belastungen
• Drückt das elastische Verhalten des Stoffes aus
• Bei linear elastischen Stoffen ist das E-Modul für alle Spannungen Konstant
• Bei visko-elastischen Stoffen wie Beton hängt es von der Spannung ab

• Bestimmung des E-Modul erfolgt nach 28 Tagen
• Aufnahme aller Kenndaten (Geometrie, Alter, Masse)
• Ermittlung der Druckfestigkeit
• Berechnung der oberen Prüfkraftgrenze
• Anlegen von Messstrecken auf wenigstens zwei symmetrisch liegenden Mantellinien der Probe
• Aufbringen der unteren Prüflast wobei σu=0,5 N/mm2 sein soll
• Zweimalige Vorbelastung des Prüfkörpers mit einer Be- und Entlassungsgeschwindigkeit von (0,5 +- 0,2) N/mm2 je
• 30 Sekunden nach Entlastung ablesen von Fu und der zugehörigen Messlänge lu
• Erneute Belastung bis F0 Nach 30 Sekunden Messung von F0 und der zugehörigen Messlänge l0

Beton hat in etwa ein E-Modul von 30000 N/mm2

• Ihre Wärmeausdehnung ist nahezu gleich 
• Dies macht den Einsatz als Verbundwerkstoff Stahlbeton erst möglich

• Zerstörende Druckfestigkeitsprüfung
• Zerstörungsfreie Druckfestigkeitsprüfung

• Aus dem Bauteil wird ein Probekörper entnommen
• Die Druckfläche Ac wird bestimmt
• Der Probekörper wird dann in einer Druckprüfmaschine beelastet bis zur Bruchlast F
• fc=F/Ac

• Rückprallhammer wird mit bestimmter Energie auf den Beton geschlagen
• Anhand des Rückpralls wird die Betonfestigkeit abgeschätzt dies ist bis zum 90 Tag möglich
• Es sind 10 Rückprallwerte zu ermitteln aus denen der Mittelwert gebildet werden kann
• Wichtig ist das die Oberfläche des Betons vorher glatt geschliffen wird

• Dieses Phänomen resultiert aus der Querdehnungsbehinderung der Probekörper
• Sie ist beim Würfel höher als beim Zylinder

Je höher die Geschwindigkeit -> höher ist die gemessene Druckfestigkeit -> geringer ist die Stauchung des Probekörpers

• Bei kraftgeregelten Versuchen bricht der Kurvenverlauf bei der maximalen Spannung abrupt ab
• Bei weggeregelten Versuchen ist noch ein absteigender Kurvenverlauf vorhanden

Der Bewehrungsstahl soll die Zugkräfte im Beton aufnehmen und somit die geringe Betonzugfestigkeit kompensieren

• Sicherung des Verbunds zwischen Bewehrung und Beton
• Dauerhafter Schutz der Bewehrung gegen Korrosion
• Schutz der Bewehrung gegen Brandeinwirkung
• Nennmaß der Betondecke = Mindestmaß + Vorhaltemaß

• Zentrische Zugversuche
• Spaltzugfestigkeit
• 3-Punkt-Biegeversuche
• 4-Punkt-Biegeversuche

• Kompliziertere Versuchstechnik
• Bietet ein gleichmäßiges einaxialen Spannungszustand
• Versuche werden in der Praxis nur selten durchgeführt

• Wird am Zylinder (L=300mm, D=150mm) durchgeführt
• Zwischen den Druckplatten und dem Probekörper liegt ein 10mm breiter und 5mm dicker Hartfilzstreifen
• Dieser soll Spannungsspitzen verhindern und für eine gleichmäßige Lasteinleitung sorgen

• Ein balkeförmiger Probekörper mit den Abmessungen b/h/l=150/150/700 mm liegt auf zwei Stützen die von der Mitte aus 300mm nach außen hin liegen
• Eine Bruchlast wird genau in die Mitte angelegt hier befindet sich auch die Stelle mit dem maximalen Moment
• Dies hat zu folge das der Balken in der Mitte bricht obwohl dies nicht unbedingt die Stelle mit der geringsten Festigkeit ist -> keine repräsentative Probe

• Ein balkeförmiger Probekörper mit den Abmessungen b/h/l=150/150/700 mm liegt auf zwei Stützen die von der Mitte aus 300mm nach außen hin liegen
• Diesmal greifen zwei Bruchlasten an so das es in der Mitte einen Bereich mit konstanter Momentenverteilung und maximaler Spannung
• Die Probe bricht dann an der schwächsten Stelle diese Bereichs

• Die Druckfestigkeit ist im Vergleich zur Biegezugfestigkeit etwa 5- bis 9-mal höher
• Die Druckfestigkeit ist im Vergleich zur Spaltzugfestigkeit etwa 8- bis 15-mal höher

• Die Betonzugfestigkeit wird ausgenutzt beim Bau von Behältern
• Die Betonbiegezugfestigkeit wird genutzt beim Bau von Betonfahrbahnen, bei wasserdichten Bauteilen und bei unbewehrten Fertigteilen