Massige Bauteile: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Datei:Temperaturspannungen.jpg|mini|Beispielhafte Temperatur- und Eigenspannungsverteilungen infolge eines Temperaturunterschieds ΔT zwischen Betonbauteilinnerem und Bauteiloberfläche]]
[[Datei:Temperaturspannungen.jpg|mini|Beispielhafte Temperatur- und Eigenspannungsverteilungen infolge eines Temperaturunterschieds ΔT zwischen Betonbauteilinnerem und Bauteiloberfläche]]
Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mindestens 0,80 m beträgt.<br>
Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mindestens 0,80 m beträgt.<br>
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>
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 />
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
als [[Massenbeton|Massenbetone]] bezeichnet.
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>
'''Betontechnologische Maßnahmen sind:'''
'''Betontechnologische Maßnahmen sind:'''
* Verwendung von Zementen mit niedriger Wärmeentwicklung ([[LH-Zement]]) bzw. sehr niedriger Wärmeentwicklung ([[VLH-Zement]]), ggf. in Verbindung mit [[Flugasche]] als [[Betonzusatzstoffe|Betonzusatzstoff]],
* Verwendung von Zementen mit niedriger Wärmeentwicklung ([[LH-Zement]]) bzw. sehr niedriger Wärmeentwicklung ([[VLH-Zement]]), ggf. in Verbindung mit [[Flugasche]] als [[Betonzusatzstoffe|Betonzusatzstoff]],
* [[Schwindarmer Beton|schwindarme]] und [[Pumpbeton|pumpbare]] Betonzusammensetzung,
* möglichst niedriger Zementgehalt,
* niedrige [[Betontemperatur|Frischbetontemperatur]], ggf. durch [[Kühlen]] des [[Frischbeton|Frischbetons]] oder des Zugabewassers und der [[Gesteinskörnung]],
* niedrige [[Betontemperatur|Frischbetontemperatur]], ggf. durch [[Kühlen]] des [[Frischbeton|Frischbetons]] oder des Zugabewassers und der [[Gesteinskörnung]],
* geeignete [[Gesteinskörnung]] (großes [[Größtkorn]], gut abgestufte [[Sieblinie]], ggf. Gesteinskörnung mit niedriger Temperaturdehnzahl),
* zur Reduzierung des [[Zementleim|Zementleimvolumens]] Auswahl geeigneter [[Gesteinskörnung]] (großes [[Größtkorn]], gut abgestufte [[Sieblinie]], ggf. Gesteinskörnung mit niedriger Temperaturdehnzahl),
* [[Konsistenz]] im Bereich der [[Konsistenzklassen]] F3 bis maximal F4, da bei zu weichen Betonen die [[Schwinden|Schwind-]] und [[Risse|Rissneigung]] zunimmt,
* ausreichend lange und intensive [[Nachbehandlung]] zum Schutz vor schneller Austrocknung und Auskühlung.
* ausreichend lange und intensive [[Nachbehandlung]] zum Schutz vor schneller Austrocknung und Auskühlung.
'''Bautechnische Maßnahmen sind:'''
'''Konstruktive und bautechnische Maßnahmen sind:'''
* Vermeidung oder Verminderung von Zwang bei der Wahl der Konstruktion und der Bauzustände,
* Vermeidung oder Verminderung von Zwang bei der Wahl der Konstruktion und der Bauzustände,
* [[Mindestbewehrung|Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite]],
* [[Mindestbewehrung|Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite]],

Version vom 31. Mai 2016, 09:07 Uhr

Rechnerisch ermittelter Temperaturverlauf von Beton mit CEM III-Zementen (z = 300 kg/m³) in 0,8 m und 1,5 m dicken Bauteilen.
Beispielhafte Temperatur- und Eigenspannungsverteilungen infolge eines Temperaturunterschieds ΔT zwischen Betonbauteilinnerem und Bauteiloberfläche

Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mindestens 0,80 m beträgt.
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.
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 als Massenbetone bezeichnet. Der Kern massiger Bauteile aus Beton erhärtet im jungen Alter 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 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.
Betontechnologische Maßnahmen sind:

Konstruktive und bautechnische Maßnahmen sind:

Eine besondere Maßnahme ist die zonierte Bauweise, bei der nur der Randbeton den hohen Anforderungen aus Expositionsklasse und Feuchteklasse entsprechen muss, die Betonzusammensetzung des Kernbetons jedoch temperaturoptimiert ist.

Literatur



Beton für große Ideen
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