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| [[Datei:TemperaturerBeton22.jpg|mini|gerahmt|Rechnerisch ermittelter Temperaturverlauf von Beton mit CEM III-Zementen (z = 300 kg/m³) in 0,8 m und 1,5 m dicken Bauteilen.]]
| | Beton für massige Bauteile. Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mehr als 0,80 m beträgt.<br>Der Kern massiger Bauteile aus Beton erhärtet im jungen Alter praktisch unter nahezu adiabatischen Bedingungen, also fast ohne Wärmeaustausch, da die im Bauteilquerschnitt entstehende Hydratationswärme deutlich den möglichen Abfluss der Hydratationswärme über die Bauteiloberfläche übersteigt. Die damit verbundenen Volumenänderungen können äußeren und inneren Zwang erzeugen, der wiederum zu unkontrollierten Rissen führen kann. Um unter diesen Randbedingungen die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit dieser Betonbauteile sicherzustellen, sind besondere Maßnahmen zu ergreifen.<br>Betontechnologische Maßnahmen sind: |
| [[Datei:Temperaturspannungen.jpg|mini|Beispielhafte Temperatur- und Eigenspannungsverteilungen infolge eines Temperaturunterschieds ΔT zwischen Betonbauteilinnerem und Bauteiloberfläche]]
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| Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mindestens 0,80 m beträgt.<br> | | - Verwendung von Zementen mit niedriger Wärmeentwicklung (LH-Zemente), |
| Bei massigen Bauteilen wird der Bauwerkskern, anders als bei schmalen Bauteilen, am Wärmeaustausch mit der Umgebung nur gering oder bei sehr dicken Bauteilen gar nicht beteiligt. Es findet eine deutliche Temperaturerhöhung statt.<br />
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| Die Herausforderung bei der Konstruktion und in der Betontechnologie besteht darin, das Temperaturmaximum im Kern und die Temperaturdifferenzen zwischen Kern und Bauwerksrand in solchen Bauteilen so zu beherrschen, dass Schäden durch äußeren und inneren Zwang vermieden und gleichzeitig die Anforderungen an eine dauerhafte Konstruktion erfüllt werden. Betone für solche Einsatzbereiche werden
| | - Kornaufbau mit möglichst geringem [[Zementleimanspruch]], |
| als Massenbetone bezeichnet.
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| Der Kern massiger Bauteile aus Beton erhärtet im jungen Alter unter nahezu [[adiabatisch]]en Bedingungen, also fast ohne Wärmeaustausch, da die im Bauteilquerschnitt entstehende [[Hydratationswärme]] deutlich den möglichen Abfluss der [[Hydratationswärme]] über die Bauteiloberfläche übersteigt. Die damit verbundenen Volumenänderungen können [[Zwangsspannungen]] erzeugen, die wiederum zu unkontrollierten Rissen führen können. Auch der Abkühlungsprozess muss näher betrachtet werden. In der Praxis entsteht das größte Temperaturgefälle - gerade in der kalten Jahreszeit - nicht zum Zeitpunkt des Temperaturmaximums, sondern oft zum Zeitpunkt des Ausschalens. Um unter diesen Randbedingungen die [[Gebrauchstauglichkeit]] und die [[Dauerhaftigkeit]] dieser Betonbauteile sicherzustellen, sind besondere Maßnahmen sinnvoll.<br> | | - großes Größtkorn der Gesteinskörnung, |
| '''Betontechnologische Maßnahmen sind:'''
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| * möglichst geringer Zementgehalt,
| | - niedrige Frischbetontemperatur, ggf. durch Kühlen des Wassers und der Gesteinskörnung (z. B. Zumischen von Eisschnee), |
| * Verwendung von Zementen mit niedriger Wärmeentwicklung ([[LH-Zement]]) bzw. sehr niedriger Wärmeentwicklung ([[VLH-Zement]]), ggf. in Verbindung mit [[Flugasche]] als [[Betonzusatzstoffe|Betonzusatzstoff]],
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| * niedrige [[Betontemperatur|Frischbetontemperatur]], ggf. durch [[Kühlen]] des [[Frischbeton|Frischbetons]] oder des Zugabewassers und der [[Gesteinskörnung]],
| | - Verwendung wassersparender Zusatzmittel (z. B. BV), |
| * Auswahl geeigneter [[Gesteinskörnung]] (großes [[Größtkorn]], gut abgestufte [[Sieblinie]], ggf. Gesteinskörnung mit niedriger Temperaturdehnzahl) zur Reduzierung des [[Zementleim|Zementleimvolumens]] ,
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| * [[Konsistenz]] im Bereich der [[Konsistenzklassen]] F3 bis maximal F4 (bei zu weichen Betonen nimmt die [[Schwinden|Schwind-]] und [[Risse|Rissneigung]] zu),
| | - Nachbehandlung zum Schutz vor schneller Austrocknung und Auskühlung. |
| * Wahl temperaturgünstiger Betonagezeiträume (insbesondere für den Bauteilkern),
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| * ausreichend lange und intensive [[Nachbehandlung]] zum Schutz vor schneller Austrocknung und Auskühlung.
| | Bautechnische Maßnahmen sind: |
| '''Konstruktive und bautechnische Maßnahmen sind:'''
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| * Vermeidung oder Verminderung von Zwang bei der Wahl der Konstruktion und der Bauzustände,
| | - Anordnung von Bewegungsungsfugen oder Scheinfugen, |
| * Vermeidung von Steifigkeitssprüngen und Unstetigkeiten in der Konstruktion,
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| * [[Mindestbewehrung|Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite]],
| | - Betonieren in kleineren Abschnitten bzw. Blöcken, |
| * Vermeidung zusätzlicher Wärmeeinleitung in den Bauteilkernbereich,
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| * [[Betonkühlung|Rohrinnenkühlung]],
| | - Rohrinnenkühlung, |
| * [[Wärmedämmung|Wärmedämmende]] [[Schalung]].
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| Eine besondere Maßnahme ist die zonierte Bauweise, bei der nur der Randbeton den hohen Anforderungen aus [[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] und Feuchteklasse entsprechen muss, die Betonzusammensetzung des Kernbetons jedoch temperaturoptimiert ist.<br />
| | - Wärmedämmende Schalung (Holz). |
| Bei der Bemessung bzw. Auswahl der [[Schalung]] ist zu beachten, dass die langsam erhärtende Massenbetone, die geringe [[Frischbetontemperatur]], die lange Verzögerungszeit, die weiche [[Konsistenz]] zu hohen [[Frischbetondruck|Frischbetondrücken]] auf die [[Schalung]] führen. Hinzu kommt, dass für den Einbau großer Bauteile längere Betonierzeiten und dauernde Schwingungen durch [[Innenrüttler]] auftreten.
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| == Literatur == | | == Literatur == |
| *[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B11.pdf Zement-Merkblatt B11: Massige Bauteile aus Beton] | | *[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B11.pdf Zement-Merkblatt B11: Massige Bauteile aus Beton] |
| *[http://shop.verlagbt.de/expertenwissen-baustoffe/massenbeton-feuerbeton.html Kollo, Helmut; Lang, Eberhard: Massenbeton - Feuerbeton. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2001] | | |
| *Schießl, Peter; Härdtl, Reiner: Betone für massige Bauteile. In: beton 11-1996, S. 668
| | == Siehe auch == |
| *Westendarp, Andreas: Entwicklungen und Tendenzen bei Baustoffen und Bauausführung im Schleusenbau. In: Hüttensandhaltiger Zement. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2002
| | *[[Schalenrisse]] |
| *Weisner, André: Massige Bauteile aus Beton sicher herstellen. In: Bau-Portal 1-2016, S. 41–44
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Beton für massige Bauteile. Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mehr als 0,80 m beträgt.
Der Kern massiger Bauteile aus Beton erhärtet im jungen Alter praktisch unter nahezu adiabatischen Bedingungen, also fast ohne Wärmeaustausch, da die im Bauteilquerschnitt entstehende Hydratationswärme deutlich den möglichen Abfluss der Hydratationswärme über die Bauteiloberfläche übersteigt. Die damit verbundenen Volumenänderungen können äußeren und inneren Zwang erzeugen, der wiederum zu unkontrollierten Rissen führen kann. Um unter diesen Randbedingungen die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit dieser Betonbauteile sicherzustellen, sind besondere Maßnahmen zu ergreifen.
Betontechnologische Maßnahmen sind:
- Verwendung von Zementen mit niedriger Wärmeentwicklung (LH-Zemente),
- Kornaufbau mit möglichst geringem Zementleimanspruch,
- großes Größtkorn der Gesteinskörnung,
- niedrige Frischbetontemperatur, ggf. durch Kühlen des Wassers und der Gesteinskörnung (z. B. Zumischen von Eisschnee),
- Verwendung wassersparender Zusatzmittel (z. B. BV),
- Nachbehandlung zum Schutz vor schneller Austrocknung und Auskühlung.
Bautechnische Maßnahmen sind:
- Anordnung von Bewegungsungsfugen oder Scheinfugen,
- Betonieren in kleineren Abschnitten bzw. Blöcken,
- Rohrinnenkühlung,
- Wärmedämmende Schalung (Holz).
Literatur
Siehe auch
