Impressum | 5 |
Geleitwort fu?r die Reihe »Betonbau« | 6 |
Vorwort zum Band 1 | 8 |
Inhaltsverzeichnis | 10 |
1 Ausgangsstoffe für den Beton und Stahlbeton | 18 |
1.1Zement | 18 |
1.1.1Zementarten und Zusammensetzung der Zemente | 19 |
1.1.2 Hauptbestandteile der Zemente | 21 |
1.1.2.1Portlandzementklinker (CEM I-Zemente) | 21 |
1.1.2.2Weitere Hauptbestandteile des Zements (CEM II bis CEM V-Zemente) | 26 |
1.1.2.2.1Hüttensand | 26 |
1.1.2.2.2Puzzolane (P, Q) | 27 |
1.1.2.2.3Gebrannter Schiefer (T) | 27 |
1.1.2.2.4Flugaschen (V, W) | 27 |
1.1.2.2.5Kalkstein (L, LL) | 28 |
1.1.2.2.6Silikastaub (D) | 28 |
1.1.3Zementklassen, bautechnische Eigenschaften und Anwendungsbereiche der Zemente | 28 |
1.1.3.1Normalzemente (Zemente mit Eigenschaften nach DIN EN 197) | 28 |
1.1.3.1.1Genormete bautechnische Eigenschaften der Zemente | 29 |
1.1.3.1.2Nicht genormte bautechnische Eigenschaften der Zemente | 31 |
1.1.3.1.3Anwendungsbereiche der Zemente | 32 |
1.1.3.2 Sonderzemente (Zemente mit Eigenschaften nach DIN EN 197-1, DIN EN 14216 und DIN 1164) | 36 |
1.1.3.3Spezialzemente (Zemente mit definierten Eigenschaften innerhalb und außerhalb der Zementnormen) | 39 |
1.1.4Bezeichnung, Bestellung, Lieferung, Lagerung | 42 |
1.1.5Konformitätskontrolle, Rückstellproben | 42 |
1.2Gesteinskörnungen | 43 |
1.2.1 Begriffe, Arten der Gesteinskörnungen, allgemeine Anforderungen | 43 |
1.2.1.1Normen für Gesteinskörnungen | 44 |
1.2.1.2Allgemeine Anforderungen | 45 |
1.2.1.3Arten von Gesteinskörnungen und deren Eignung für den Beton | 45 |
1.2.1.3.1Normale Gesteinskörnungen | 45 |
1.2.1.3.2Leichte Gesteinskörnungen | 47 |
1.2.1.3.3 Schwere Gesteinskörnung und Gesteinskörnung für den Strahlenschutz | 47 |
1.2.1.3.4Rezyklierte Gesteinskörnung | 47 |
1.2.2Eigenschaften und Anforderungen an normale Gesteinskörnungen | 47 |
1.2.2.1Allgemeine Eigenschaften normaler Gesteinskörnungen | 47 |
1.2.2.2Geometrische Anforderungen | 50 |
1.2.2.3Wasseranspruch und Sieblinien der Gesteinskörnungen | 58 |
1.2.2.3.1Wasseranspruch | 58 |
1.2.2.3.2Lieferkörnungen | 59 |
1.2.2.3.3Sieblinien von Korngruppengemischen für Beton (Regelsieblinien) | 60 |
1.2.2.3.4Größtkorn | 63 |
1.2.2.3.5Mehlkorn | 63 |
1.2.2.4Anforderungen an die Dauerhaftigkeit von Gesteinskörnungen | 63 |
1.2.2.4.1Frost- und Frost-Tausalzwiderstand | 64 |
1.2.2.4.2Alkaliempfindlichkeit der Gesteinskörnungen | 66 |
1.2.2.4.3Maßnahmen bei Einsatz von alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen | 69 |
1.2.2.5Physikalische Anforderungen | 71 |
1.2.2.6Chemische Anforderungen | 72 |
1.2.2.7Übersicht der Anforderungskategorien und der Regelanforderungen | 76 |
1.2.2.8 Der Einfluss der Gesteinskörnung auf den E-Modul und die Wärmedehnung | 81 |
1.2.2.9Konformitätsnachweis, CE-Kennzeichnung, Sortenverzeichnis, Lieferschein | 81 |
1.2.3Leichte Gesteinskörnungen | 83 |
1.2.3.1Arten von leichten Gesteinskörnungen | 83 |
1.2.3.2Beschreibung und Eigenschaften der wichtigsten leichten Gesteinskörnungen | 85 |
1.2.3.3Anforderungen an leichte Gesteinskörnungen | 86 |
1.2.3.3.1Physikalische Anforderungen an leichte Gesteinskörnungen | 86 |
1.2.3.3.2Anforderungen an die Dauerhaftigkeit von leichten Gesteinskörnungen | 87 |
1.2.3.3.3 Regelanforderungen für leichte Gesteinskörnungen nach DIN EN 13055-1 | 87 |
1.2.3.3.4Gesteinsabhängige Bedingungen für den Einsatz von leichten Gesteinskörnungen | 89 |
1.2.3.4Konformitätsnachweis, CE-Kennzeichnung, Sortenverzeichnis | 89 |
1.2.4Rezyklierte Gesteinskörnungen | 91 |
1.2.4.1Arten und Bestandteile von rezyklierten Gesteinskörnungen und Anforderungen an die Zusammensetzung | 92 |
1.2.4.2Anforderungen an rezyklierte Gesteinskörnungen | 94 |
1.2.4.3 Bedingungen für den Einsatz rezyklierter Gesteinskörnungen im Beton | 97 |
1.2.5Restbetongesteinskörnung | 99 |
1.2.6Künstlich hergestellte Gesteinskörnungen | 99 |
1.3Betonzusatzstoffe | 100 |
1.3.1Arten und Wirkungsweise der Betonzusatzstoffe | 100 |
1.3.2Gesteinsmehle | 101 |
1.3.3Pigmente (Farbstoffe) | 101 |
1.3.4Latent-hydraulische Betonzusatzstoffe | 102 |
1.3.5Puzzolanische Zusatzstoffe | 102 |
1.3.6Mikrosilika (Silikastaub) | 106 |
1.3.7Wirksamkeit und Anrechenbarkeit von Zusatzstoffen | 108 |
1.3.8Fasern | 109 |
1.3.9Organische Zusatzstoffe (Polymere) | 109 |
1.4Betonzusatzmittel | 111 |
1.4.1Arten und Bedingungen für den Einsatz von Betonzusatzmitteln | 111 |
1.4.2Erstarrungsverzögerer (VZ) und Erstarrungsbeschleuniger (BE) | 118 |
1.4.3Fließmittel (FM) und Betonverflüssiger (BV) | 121 |
1.4.4 Luftporenbildner (LP) und Einsatz von Mikrohohlkugeln (MHK) | 123 |
1.4.5Stabilisierer (ST) und Sedimentationsreduzierer (SR) | 127 |
1.4.6Einpresshilfen (EH) | 127 |
1.4.7Betondichtungsmittel (DM) | 128 |
1.4.8Chromatreduzierer (CR) | 128 |
1.4.9Recyclinghilfen (RH) | 128 |
1.4.10Schwindreduzierer und Quellmittel | 128 |
1.4.11Korrosionsinhibitoren | 129 |
1.4.12Multifunktionale Zusatzmittel | 129 |
1.5Zugabewasser | 130 |
1.5.1Allgemeine Anforderungen (Trinkwasser, Verwendung von in der Natur vorkommenden Wässern) | 130 |
1.5.2Restwasser | 133 |
1.6Bewehrungsstahl | 136 |
1.6.1Betonstahlsorten und -bezeichnungen | 136 |
1.6.2Kennwerte für die Bemessung | 148 |
1.7Literatur | 161 |
2Klassifizierung und Zusammensetzung des Betons | 164 |
2.1Begriffe, Symbole, Bezeichnungen | 164 |
2.2Klassifizierung der Betone | 166 |
2.2.1Druckfestigkeitsklassen für Normal- und Schwerbeton | 166 |
2.2.2Druckfestigkeitsklassen für Leichtbeton | 169 |
2.2.3Rohdichteklassen für Leichtbeton | 169 |
2.3Gewährleistung der Dauerhaftigkeit des Betons und Stahlbetons | 171 |
2.3.1Einwirkungen auf den Bewehrungsstahl | 171 |
2.3.1.1Karbonatisierung der Betondeckung (XC) | 171 |
2.3.1.2Chloride aus Taumitteln und aus Meerwasser | 173 |
2.3.2Einwirkungen auf den Beton | 176 |
2.3.2.1Frost- oder Frost-Tausalz-Angriffe (XF) | 176 |
2.3.2.2Chemische Angriffe (XA) | 177 |
2.3.2.3Verschleißbeanspruchung (XM) | 181 |
2.3.2.4Betonkorrosion durch Alkali-Kieselsäure-Reaktion | 182 |
2.3.2.5Mikrobiologische Betonkorrosion | 184 |
2.4Zusammensetzung des Betons | 184 |
2.4.1Randbedingungen für den Entwurf der Betonzusammensetzung | 186 |
2.4.2Vorausberechnung der Betondruckfestigkeit | 194 |
2.4.3Mischungsentwurf | 198 |
2.4.4Erst- und Konformitätsprüfung | 200 |
2.5Literatur | 202 |
3Herstellung und Verarbeitung des Frischbetons | 204 |
3.1Klassifizierung und Prüfung der Eigenschaften | 204 |
3.1.1Konsistenzklassen des Frischbetons | 204 |
3.1.2Probenahme zur Prüfung der Eigenschaften | 209 |
3.1.3Konsistenz | 210 |
3.1.4Rohdichte | 217 |
3.1.5Wassergehalt | 218 |
3.1.6Luftgehalt | 218 |
3.1.7Temperatur | 220 |
3.2Herstellen und Liefern des Frischbetons | 222 |
3.2.1Transportbeton und Baustellenbeton | 222 |
3.2.2Herstellen von Frischbeton | 223 |
3.2.2.1Anlieferung der Betonbestandteile | 224 |
3.2.2.2Abmessen (Dosieren) der Betonbestandteile | 224 |
3.2.2.3Transportieren, Umschlagen und Lagern der Betonbestandteile | 225 |
3.2.2.4Mischen des Frischbetons | 227 |
3.2.2.5Kontrolle und Überwachung der Herstellung und Lieferung von Transportbeton | 232 |
3.2.2.6Unterlagen der Herstellung und Lieferung von Transportbeton | 232 |
3.2.3Transport des Frischbetons | 234 |
3.2.4Bestellung und Abnahme von Transportbeton, Identitätsprüfung | 238 |
3.2.4.1Bestellung und Betonierplan | 239 |
3.2.4.2Abnahme von Transportbeton | 242 |
3.2.5Verwendung von Restbeton | 245 |
3.3Förderung des Frischbetons zur Einbaustelle | 246 |
3.3.1Rohrförderung | 247 |
3.3.1.1Pumpfähigkeit von Frischbeton | 247 |
3.3.1.2Einflüsse der Betonbestandteile | 250 |
3.3.1.3Betonpumpen und Verteilermaste | 252 |
3.3.1.4Rohrsortiment und Zubehör | 257 |
3.3.1.5Einsatzbedingungen für Autobetonpumpen und Arbeitssicherheit [3.20] | 258 |
3.3.2Förderung mit Kran und Kübel | 259 |
3.3.3Bandförderung | 261 |
3.3.4Direkteinbau | 262 |
3.3.5Sonstige Methoden der Frischbetonförderung | 262 |
3.4Einbringen und Verdichten des Frischbetons | 263 |
3.4.1Vorbereitung des Betonierens und Betonierplan | 263 |
3.4.2Einbringen und Verteilen des Frischbetons | 268 |
3.4.3Verdichten des Frischbetons | 269 |
3.4.3.1Direktes Eintragen äußerer Kräfte | 270 |
3.4.3.2Verringerung der inneren Reibung | 270 |
3.4.3.3Stoffliche Bedingungen für das Verdichten | 277 |
3.4.3.4Nachverdichten des Betons | 279 |
3.4.4Oberflächenbearbeitung | 279 |
3.4.5Vorschriften zum Verdichten von Frischbeton | 280 |
3.5Literatur | 281 |
4Schalungs- und Bewehrungsbau | 284 |
4.1Konstruktion und Einsatz von Schalungen | 284 |
4.1.1Grundlagen des Schalungsbaues | 284 |
4.1.2Trennmittel | 287 |
4.1.2.1Anforderungen an Trennmittel | 287 |
4.1.2.2Auswahl von Trennmitteln | 288 |
4.1.2.3Anwendung der Trennmittel | 290 |
4.1.3Schalungshaut | 291 |
4.1.3.1Aufgaben und Eigenschaften der Schalungshaut | 291 |
4.1.3.2Saugverhalten | 292 |
4.1.3.3 Oberflächentextur (Struktur der Oberfläche, Rauigkeit der Schalungshaut) | 295 |
4.1.3.4Holz als Schalungshaut | 296 |
4.1.3.4.1Wechselwirkung zwischen Holz und Frischbeton | 296 |
4.1.3.4.2Holzoberflächen der Schalungshaut | 297 |
4.1.3.4.3Fugenausbildung bei Brettern und Brettplatten | 298 |
4.1.3.5Schalungshautplatten | 298 |
4.1.3.5.1Auswahl der Schalungshautplatten | 298 |
4.1.3.5.2Grundtypen der Schalungshautplatten | 298 |
4.1.4Schalungsplanung | 301 |
4.1.5Belastung und Tragfähigkeit der Schalung | 302 |
4.1.5.1Begriffe nach DIN 18218 | 303 |
4.1.5.2Ermittlung des Frischbetondruckes für lotrechte Schalungen | 303 |
4.1.5.3Berechnungsbeispiele zum Frischbetondruck für lotrechte Schalungen | 305 |
4.1.5.4Hinweise für die Anwendung in der Praxis | 309 |
4.1.5.5Frischbetondruck auf geneigte Schalungen | 310 |
4.1.5.6Belastung horizontaler Schalungen (Deckenschalungen) | 313 |
4.1.6Ausschalen und Ausrüsten | 315 |
4.1.6.1Anforderungen an das Ausschalen und das Ausrüsten | 315 |
4.1.6.2Hinweise zum Einsatz von Hilfsstützen | 316 |
4.1.6.3 Beispiele für die Ermittlung des Ausschalzeitpunktes bzw. erforderlicher Unterstützungen | 317 |
4.2Bewehren von Stahlbetontragwerken | 320 |
4.2.1Allgemeine Bewehrungs- und -konstruktionsregeln | 320 |
4.2.2Allgemeine Anforderungen an Bewehrungen auf der Baustelle | 322 |
4.2.3Biegen, Transport und Lagerung auf der Baustelle | 322 |
4.2.4Schweißen von Bewehrungen | 322 |
4.2.5Einbau der Bewehrung | 322 |
4.2.6Abnahme der Bewehrung | 325 |
4.3Literatur | 326 |
5 Betone mit besonderen Anforderungen an die Dauerhaftigkeit der Bauteile | 328 |
5.1Korrosionsschutz der Bewehrung | 328 |
5.1.1Karbonatisierung des Zementsteins | 329 |
5.1.1.1Mechanismus der chemischen Reaktion | 329 |
5.1.1.2Karbonatisierungsbedingte Gefügeänderungen | 329 |
5.1.1.3Entwicklung der Karbonatisierungstiefe | 330 |
5.1.1.4Karbonatisierung, Depassivierung und Korrosionsgefahr | 334 |
5.1.1.5Nachweis des Karbonatisierungsfortschrittes | 336 |
5.1.1.6Sauerstoffkorrosion der Bewehrung | 337 |
5.1.2Chloride im Beton | 339 |
5.1.2.1Chlorideintrag in den Beton | 339 |
5.1.2.2Vordringen der Chloridfront im Bauteil | 340 |
5.1.2.3Korrosionsauslösende Chloridkonzentrationen | 342 |
5.1.2.4Chloridkorrosion der Bewehrung | 342 |
5.1.2.5Maßnahmen zur Überwachung der Korrosionsvorgänge in Stahlbetonbauteilen | 343 |
5.1.3Betondeckung der Bewehrungsstähle | 345 |
5.1.3.1Maße der Betondeckung | 345 |
5.1.3.2Nachweis der Betondeckung am Bauwerk | 349 |
5.2Betone mit hohem chemischen Widerstand | 352 |
5.2.1Einwirkungen betonangreifender Stoffe | 352 |
5.2.2Angriffsgrade auf Beton und Stahlbeton | 353 |
5.2.3Betontechnische und konstruktive Maßnahmen | 353 |
5.2.4Maßnahmen bei starkem chemischen Angriff | 355 |
5.2.5Auswirkungen auf die Umwelt | 355 |
5.3 Betone mit hohem Frost- (FW) und Frost-Tausalz-Widerstand (FTW) | 355 |
5.3.1 Schädigungsmechanismus beim Frost- und Frost-Tausalz-Angriff | 357 |
5.3.1.1Schadensarten | 357 |
5.3.1.2Einflüsse auf den Frostwiderstand | 359 |
5.3.1.3Schädigungsmechanismen | 361 |
5.3.2Einflussgrößen auf den Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand von Beton | 363 |
5.3.2.1Anforderungen an die Betonbestandteile | 364 |
5.3.2.2Anforderungen an die Zusammensetzung, Herstellung und Verarbeitung frost- und frost-tausalz-beständiger Betone | 369 |
5.3.2.3Herstellung frostbeständiger und frost-tausalzbeständiger Betone | 371 |
5.3.2.3.1Deskriptives Konzept und Performancekonzept | 371 |
5.3.2.3.2DIN EN 206-1 und DIN 1045 und Expositionsklassen | 372 |
5.3.2.3.3Beton für Verkehrsbauten (ZTV-Ing) | 373 |
5.3.2.3.4 Beton für Wasserbauten (ZTV-Wasserbau, Leistungsbereich 215 [5.50]) | 375 |
5.3.2.3.5Expositionsklassen für Eisenbahnbrücken | 377 |
5.3.2.3.6Beton für Fahrbahndecken | 377 |
5.3.2.3.7Massige Bauteile aus Beton | 379 |
5.3.2.3.8Betonsteinpflaster und Bordsteine aus Beton | 379 |
5.3.3Prüfverfahren zur Bestimmung des Frost-Widerstandes und des Frost-Taumittel-Widerstandes | 379 |
5.3.3.1Prüfverfahren der Vornorm DIN CEN/TS 12390-9 | 380 |
5.3.3.2Prüfung der inneren Schädigung | 386 |
5.3.3.3CIF-Test | 387 |
5.3.3.4Andere besondere Bestimmungen (Länderregelungen) | 387 |
5.3.3.5Zuordnung der Expositionsklassen zu den Prüfverfahren [5.69] | 392 |
5.3.3.6Vergleichbarkeit und Übertragbarkeit der Prüfverfahren | 393 |
5.3.4Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand von Sonderbetonen | 395 |
5.3.4.1Hochfeste Betone | 395 |
5.3.4.2Betone in der Expositionsklasse XF4 ohne Luftporen | 395 |
5.4Betone mit hohem Verschleißwiderstand | 396 |
5.4.1Stoffliche Anforderungen an Betone mit hohem Verschleißwiderstand | 396 |
5.4.2Technologische Anforderungen | 401 |
5.4.3Prüfverfahren und Verschleißwiderstandsklassen | 402 |
5.5 Maßnahmen gegen schädigende Reaktionen im Beton | 404 |
5.5.1Sulfateinwirkungen auf erhärtetem Beton | 405 |
5.5.2Alkali-Gesteinskörnungs-Reaktion im Beton | 406 |
5.5.2.1Alkali-Kieselsäure-Reaktion im Beton | 406 |
5.5.2.2Alkali-Carbonat-Reaktion | 408 |
5.6Literatur | 409 |
6Qualitätsüberwachung und Konformitätskontrolle | 414 |
6.1Normative Regelungen und Einrichtungen für die Überwachung | 414 |
6.1.1Gesetzliche Regelungen | 414 |
6.1.2Überwachung der Betonherstellung | 416 |
6.1.2.1Eigenüberwachung der Betonherstellung | 416 |
6.1.2.2Anerkannte Überwachungsstelle und Zertifizierungsstelle | 416 |
6.1.3Überwachung der Betonarbeiten | 416 |
6.1.3.1Ständige Betonprüfstelle | 416 |
6.1.3.2Anerkannte Überwachungsstelle | 417 |
6.2Überwachungsklassen | 418 |
6.3Überwachungstätigkeiten, Prüfungen im Rahmen der Überwachung | 419 |
6.3.1Angaben zum Beton | 419 |
6.3.2Überwachungsklasse 1 | 420 |
6.3.3Überwachungsklassen 2 und 3 | 420 |
6.3.4Überwachung der Bewehrungsarbeiten | 421 |
6.3.4.1Anforderungen an die Überwachung gemäß DIN 1045-3 | 421 |
6.3.4.2DAfStb-Richtlinie »Qualität der Bewehrung – Ergänzende Festlegungen zur Weiterverarbeitung von Betonstahl und zum Einbau der Bewehrung« | 422 |
6.3.5Überwachung der Schalarbeiten | 423 |
6.3.6Überwachung des Vorspannens | 423 |
6.3.7Überwachung der Verpressarbeiten | 423 |
6.3.8Überwachung der Spritzbetonarbeiten | 424 |
6.3.9Eisenbahnspezifische Besonderheiten der Qualitätskontrolle | 424 |
6.4Nachweis der Einhaltung der Festigkeitskennwerte und statistische Grundlagen der Qualitätssicherung | 424 |
6.5Kriterien der Qualitätsprüfungen des Betons (Konformitäts- und Identitätsprüfungen) | 428 |
6.5.1Qualitätsprüfungen des Herstellers, Prüfung der Konformität und Konformitätskriterien | 428 |
6.5.1.1Konformitätskriterien der Betondruckfestigkeit | 429 |
6.5.1.2Konformitätskriterien für Betonfamilien | 430 |
6.5.1.3Konformitätskriterien für die Spaltzugfestigkeit | 432 |
6.5.1.4Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Druckfestigkeit | 432 |
6.5.1.5Konformitätskontrolle für Beton nach Zusammensetzung | 433 |
6.5.2Qualitätsprüfungen der Baustelle, Identitätsprüfung bzw. Annahmeprüfung und Identitätskriterien | 433 |
6.5.3Beziehung zwischen dem Konformitätsnachweis und der Identitätsprüfung | 434 |
6.5.4Sonderregelungen zum Prüfalter | 435 |
6.6Maßnahmen bei Nichtkonformität des Betons | 435 |
6.7Literatur | 436 |
7Zusammenstellung der Normen, Vornormen und Normentwürfe | 438 |
7.1Normen für die Betonausgangsstoffe | 438 |
7.1.1Zement | 438 |
7.1.2Gesteinskörnungen | 438 |
7.1.3Wasser und Betonzusätze | 438 |
7.1.4Betonstahl | 439 |
7.2Normen für Beton, Stahlbeton und Spannbeton | 439 |
7.3Richtlinien, zusätzliche Vorschriften | 440 |
7.4Prüfnormen und Prüfvorschriften | 441 |
7.4.1Zement | 441 |
7.4.2 Gesteinskörnungen | 441 |
7.4.3Betonzusätze und Betonstahl | 443 |
7.4.4Frischbeton | 443 |
7.4.5 Festbeton, Faserbeton, Beton in Bauwerken | 444 |
7.5Sonstige Normen | 445 |
Index | 446 |