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Entwicklung Rezeptur Selbstverdichtender Beton

Leitung:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus
Bearbeitung:Dr.-Ing. Holger Höveling
Förderung durch:Entwicklungsauftrag der Bauindustrie

Im Rahmen einer Neubaumaßnahme sollte ein Tunnel in Deckelbauweise erstellt werden. Für die nachträglich zu betonierenden Tunnelinnenwände war der Einsatz eines Selbstverdichtenden Betons (SVB) geplant. Für diese spezielle Betonieraufgabe sollte mit Hilfe von Vorversuchen eine geeignete Rezeptur entwickelt werden. Aufgrund der örtlichen Begebenheiten und der kurzen Taktzeiten ergaben sich folgende Randbedingungen:

  • sichere Einstellung der selbstverdichtenden Eigenschaften, insbesondere große Robustheit gegen Schwankungen in den Ausgangsstoffen und Herstellbedingungen
  • Setzfließmaß mit Blockierring zum Einbauzeitpunkt 650 – 700 mm
  • 60 Minuten Verarbeitbarkeitszeit (planmäßiger Betoneinbau nach 30 min)
  • möglichst niedrige Hydratationswärme, da massige Bauteile zu betonieren waren
  • Festigkeitsklasse B 35
  • Festigkeitsentwicklung vergleichbar mit einem Referenzbeton (B35), insbesondere waren Überfestigkeiten zu vermeiden
  • Frühfestigkeiten in der Wand von 5 – 6 N/mm² nach 16 Stunden (Ausschalzeitpunkt)

Um die geforderten Anforderungen zu erfüllen, wurden am Institut für Baustoffe umfangreiche Vorversuche mit insgesamt 5 Zementen, 3 Füllstoffen, 4 Fließmitteln und 4 unterschiedlichen Stabilisierern durchgeführt. Die 2 gewählten Rezepturen (Winter- und Sommervariante) beinhalteten einen Stabilisierer auf Nanosilika-Basis, mit dem insbesondere die Anforderung der hohen Frühfestigkeit eingehalten werden konnten.

Im Anschluss an eine erfolgreich verlaufende Probebetonage wurden in Kooperation mit der Baufirma Eignungsprüfungen durchgeführt. Neben den üblichen Festigkeitsuntersuchungen wurden vor allem SVB-spezifische Eigenschaften geprüft. Hierzu gehörte vor allem die Konsistenzentwicklung über die Zeit einschließlich Sedimentier- und Entmischungsneigung. Weiterhin wurde das Schwindverhalten untersucht, da der erhöhte Mehlkorngehalt im SVB tendenziell zu größeren Schwindmaßen führt. Die gewählte Rezeptur wies jedoch im Vergleich zum Referenzbeton kein erhöhtes Schwinden auf.

Auf der Grundlage der Untersuchungen wurde eine Zustimmung für den Einbau des SVB beantragt.

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