Massige Bauteile: Unterschied zwischen den Versionen

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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.]]
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[[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. Technisch sind diese Bauteile in den Grundnormen für Stahlbetonbauwerke geregelt und im Speziellen in der DAfStb-Richtlinie „Massige Bauteile aus Beton“. Darüber hinaus können z. B. für Wasserbauten „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau“ und z. B. für den Neubau von Brücken „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ vereinbart werden. 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.<br>
Als massige Bauteile aus Beton bezeichnet man im Allgemeinen Bauteile, deren kleinste Abmessung mindestens 0,80 m beträgt. <br>
Technisch sind diese Bauteile in den Grundnormen für Stahlbetonbauwerke geregelt und im Speziellen in der DAfStb-Richtlinie „Massige Bauteile aus Beton“. Darüber hinaus können z. B. für Wasserbauten „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau“ und z. B. für den Neubau von Brücken „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ vereinbart werden. 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.<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>
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>


Version vom 25. November 2019, 14:39 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.
Technisch sind diese Bauteile in den Grundnormen für Stahlbetonbauwerke geregelt und im Speziellen in der DAfStb-Richtlinie „Massige Bauteile aus Beton“. Darüber hinaus können z. B. für Wasserbauten „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau“ und z. B. für den Neubau von Brücken „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ vereinbart werden. 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:

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.
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 Frischbetondrücken auf die Schalung führen. Hinzu kommt, dass für den Einbau großer Bauteile längere Betonierzeiten und dauernde Schwingungen durch Innenrüttler auftreten.

Literatur



Beton für große Ideen
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