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Baustellenrelevante Eigenschaften von Beton
Hauptausschusses Baustofftechnik des DBV
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, TPA Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovation GmbH
Dr. Jörg-Peter Wagner, Bilfinger Construction GmbH, Zentrales Labor für Baustofftechnik
Anlässlich der 2. Jahrestagung und 55. Forschungskolloquium des DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 2
Gliederung
Ausgangssituation
• Randbedingungen für das Bauen mit Beton auf der Baustelle
• Erfolgsgarantie: Werkvertragsrecht versus Liefervertrag
• Was hat sich verändert?
• Auswirkungen auf die Bauausführung
Was sind baustellenrelevante Eigenschaften?
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung
Bisherige Aktivitäten des DBV
Ausblick
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Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 3
Ausgangssituation Randbedingungen für das Bauen mit Beton auf der Baustelle
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Ausgangssituation Erfolgsgarantie: Werkvertragsrecht vs. Liefervertrag
VOB versus HGB
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Ausgangssituation Was hat sich verändert? Vom Dreistoff- zum Vielstoffsystem
Feine Gesteinskörnung (Sand) Grobe Gesteinskörnung (Kies)
Wasser Zement
Bestandteile Beton gestern
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Ausgangssituation Was hat sich verändert? Robustheit vs. High-Tech
Leistung
Robustheit
Bestandteile Beton heute
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Ausgangssituation Auswirkungen auf die Bauausführung
Entmischung von Beton
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Ausgangssituation Auswirkungen auf die Bauausführung
Sedimentationsstabilität / Bluten
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Ausgangsposition Auswirkungen auf die Bauausführung
Eisen oben Schnitt h=140 cm
Umläufige Bewehrung
Beispiel für aufsteigendes Blutwasser
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Ausgangsposition Auswirkungen auf die Bauausführung
Konsistenzen fortlaufender Betonlieferungen aus zwei Werken eines Transportbetonherstellers
460480500520540560580600620640660680700720
0 5 10 15 20 25 30 35
Au
sbre
itm
aß
[m
m]
untersuchte Lieferchargen
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Gliederung
Ausgangssituation
Was sind baustellenrelevante Eigenschaften?
• Frischbeton
• „junger“ Beton
• Festbeton
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung
Bisherige Aktivitäten des DBV
Ausblick
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf
Entmischungsneigung / Homogenität
• ANMERKUNG zum Kap. 5.2 Grundanforderungen an die Zusammensetzung des Betons:
„Sofern nicht anders festgelegt, sollte der Beton so entworfen werden, dass Entmischen und
Bluten des Betons möglichst gering gehalten werden.“
Zement-Zusatzmittel-Verträglichkeit
• Keine
Bearbeitbarkeit nicht geschalter Flächen
• Keine
Verarbeitungseigenschaften
• Kap. 5.4.1 Konsistenz: „…Konsistenz zum Zeitpunkt der Übergabe…“
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Was sind baustellenrelevante Eigenschaften? Frischbeton
Quelle: TPA H. Göpfert
Quelle: Hochtief H. Becker
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Rücksteifen von Mörtel nach 30 Minuten
60/40 mit FM6
-3,0
-4,0-4,0-3,5
-4,5-4,0
-3,0-3,5-3,3
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
2,6 3,2 4,0
SO3 Konzentration [%]
Au
sb
reit
flie
ßm
aß
[c
m]
Gruppe I Gruppe II Gruppe III
80/20 mit FM6
-4,2
-3,0 -3,0
-4,7-4,2 -4,0
-3,2-3,8
-3,0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
3,6 4,2 5,0
SO3 Konzentration [%]
Au
sb
reit
flie
ßm
aß
[c
m]
Gruppe I Gruppe II Gruppe III
60/40 mit VC6FM209
4,3
1,0
-1,02,5
-0,51,0
1,01,01,0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
2,6 3,2 4,0
SO3 Konzentration [%]
Au
sb
reit
flie
ßm
aß
[c
m]
Gruppe I Gruppe II Gruppe III
80/20 mit VC6FM209
-2,2 -2,00,3
-0,70,4 0,4
1,3
0,5 0,0
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
3,6 4,2 5,0
SO3 Konzentration [%]
Au
sb
reit
flie
ßm
aß
[c
m]
Gruppe I Gruppe II Gruppe III
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf
Hydratationswärmeentwicklung
• Keine, lediglich Einstufung nach Zementart
• In Österreich B4710-1: Einstufung in Wärmeentwicklungsklassen W 40, 45 und 55
Zugfestigkeitsentwicklung
• Keine, EC2/NA Möglichkeit der Annahme von 50% der Betonzugfestigkeit im jungen Alter (5d) bei ausschließlichem Zwang aus abfließender Hydratationswärme
Reaktionen
• Rundschreiben des BTB • Newsletter HEIDELBERGCEMENT • Rundschreiben DBV 9/2014
Prüfverfahren?, Umrechnung?
Verarbeitungseigenschaften
• Kap. 5.4.1 Konsistenz: „…Konsistenz zum Zeitpunkt der Übergabe…“
Verarbeitungseigenschaften
• Kap. 5.4.1 Konsistenz: „…Konsistenz zum Zeitpunkt der Übergabe…“
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Was sind baustellenrelevante Eigenschaften? „junger“ Beton
Berechnung von Temperatur- und Spannungsfeldern erhärtender Betonbauteile
© 2003 Bilfinger SE
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Festigkeitseigenschaften
• Variationskoeffizienten der Druckfestigkeit etc., z.B. in Anlehnung an ACI 318-02
• Ist der überwiegend auf Druckfestigkeit abzielende Konformitätsnachwies noch zeitgemäß?
Verformungseigenschaften
• E- Moduli von Betonen, Gesteinskörnungen
• Schwindverhalten
Dauerhaftigkeitseigenschaften
• Chloridwiderstand
• Karbonatisierungswiderstand
• AKR
• Frost- und Frost-Tausalzwiderstand
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Was sind baustellenrelevante Eigenschaften? Festbeton
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Gliederung
Ausgangssituation
Was sind baustellenrelevante Eigenschaften?
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung
• Welche Bauwerke/Bauverfahren sind betroffen?
• Erstprüfung, Konformitäts- und Identitätsprüfungen
• Überwachungsklassen – Ausführungsklassen?
• Der mögliche Weg…
Bisherige Aktivitäten des DBV
Ausblick
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Welche Bauwerke / Bauverfahren sind betroffen?
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Welche Bauwerke / Bauverfahren sind betroffen?
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Welche Bauwerke / Bauverfahren sind betroffen?
z.B. Sichtbetone > SB2 Massige Bauteile WU-Konstruktionen Gleitbauverfahren SVB Unterwasserbetone höhere Festigkeitsklassen Besondere Expositionsklassen Industrieböden LAU-Anlagen…..
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Erstprüfung, Konformitäts- und Identitätsprüfungen
Baustellenrelevante Anforderungen
• an Frischbeton
• an jungen Beton
• an Festbeton
Baustellenrelevante Eigenschaften
• nicht immer vollständig prüfbar
• nicht immer vereinbar
• im Herstellwerk teilweise nicht steuerbar und
• auf der Baustelle nicht kontrollierbar
Verarbeitungsregeln und Bauverfahrenstechnik
• fehlen teilweise („Laborbetone“)
• unzureichende Anpassung an rasche betontechnologische Entwicklung
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Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 21
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Erstprüfung, Konformitäts- und Identitätsprüfungen
Konsistenz
Druckfestigkeit
projektspezifisches Anforderungsprofil Beton
Anforderungen „jungen“ Beton
Anforderungen Frischbeton
Anforderungen Festbeton
Baustellenrelevante Eigenschaften
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Überwachungsklassen – Ausführungsklassen?
Definieren von Ausführungsklassen - Vorschlag
S 1 2 3
Z Ausführungsklasse Betone, Bauverfahren und Bauteile
Verwendungszweck (Nummerierung)
1 AK1 Bauteile aus ÜK1-Betonen 1
Sichtbeton der Klasse SB1 2
2 AK2 Betone erhöhter Festigkeitsklasse (C30/37 – C50/60)
3
Betone der Expositionsklassen XS, XD, XA, XM, XF2, XF3, XF4
4
Betone besonderer Expositionsklassen 1)
5
Sichtbeton der Klasse SB2 6
3 AK3 Hochfeste Betone (> C50/60)
7
Sichtbeton der Klassen SB3/SB4 8
Beton für massige Bauteile 9
WU-Konstruktionen 10
LAU-Anlagen 2) 11
Industrieböden 12
Gleitbauverfahren 13
Betone im Kraftwerksbau 14 1) alle außer X0, XC1, XF1 und mit der Forderung einer nachgewiesenen Lebensdauer > 50 Jahre 2) Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen von wassergefährdenden Stoffen im Sinne des
Wasserhaushaltsgesetzes (WHG)
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Überwachungsklassen – Ausführungsklassen?
Definieren von Ausführungsklassen
• Maßnahmen des Betonherstellers - erweiterte Erstprüfung, Ausgangsstoffe etc.
• Maßnahmen des Bauausführenden – Schalung, Nachbehandlung etc.
• Anforderungen an Betonhersteller – techn. Ausrüstung, Personal etc.
• Anforderungen an Bauausführenden – techn. Ausrüstung, Personal etc.
Basierend auf den festgelegten Leistungsmerkmalen für den zu verwendenden Beton und den damit
verbundenen Konformitäts- und Identitätsprüfungen
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Betroffene Betone und die Qualitätssicherung Der mögliche Weg…
Bauausführender
Zusammenarbeit erforderlich! Beispiel
„Sichtbetonteam“
Anspruchsvolle Bauwerke
Besondere Betone, Bauverfahren, Bauwerkseigenschaften
- Basis: EN 13670/DIN 1045-3
- Besondere Bauverfahren bzw.
Verarbeitungsregeln
- Besondere Anforderungen an
jungen Beton (Nachbehandlung)
- Qualifikation an Personal
- Basis: EN 206-1/DIN 1045-2
- Besondere Anforderungen an Art,
Qualität und Gleichmäßigkeit der
Ausgangsstoffe
- Besondere Betoneigenschaften
(Leistungsmerkmale,
Zusammensetzung)
- Qualifikation an Personal
Betonhersteller
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Gliederung
Ausgangssituation
Was sind baustellenrelevante Eigenschaften?
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung
Bisherige Aktivitäten des DBV
• Was ist bisher passiert…
• DBV-Sonderforschung „Baustellenrelevante Leistungsmerkmale von Beton“
Ausblick
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Bisherige Aktivitäten des DBV Was ist bisher passiert…
Was ist bisher passiert…
• Erstmals thematisiert in der Herbstsitzung 2009 des HABT
• fortlaufende Diskussion intern und extern mit VDZ und BTB
• Parallel Entwicklung eines Positionspapieres „Qualitätssicherung im Betonbau“
• Gründung eines AK „ Zukünftige Qualitätssicherung im Betonbau“
• Herausarbeitung der Forschungsschwerpunkte und die Zuteilung von Fördermitteln durch den DBV
Vorstand als Forschungsschwerpunkt B
• Ausschreibung an interessierte Kreise, später Eingrenzung auf die Prof. Breitenbücher,
Brameshuber und Lohaus und gemeinsamer Workshop in 2013
• Finalisierung und Beauftragung der ersten Forschungsanträge
• Parallel Fortführung Gespräche mit VDZ und BTB
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Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 27
Bisherige Aktivitäten des DBV DBV Sonderforschung: „Baustellenrelevante Leistungsmerkmale von Beton“
Brameshuber (ibac): Prüfungen des Entwässerungsverhaltens von Beton
• Ziel: Bestimmung der zeitlichen Entwicklung des Wasserrückhalte-vermögens von Beton (v. a. Bereich
Spezialtiefbau)
Breitenbücher (RUB): Praxisgerechte Bewertungsverfahren für die rheologischen Eigenschaften von
Frischbeton, insbesondere im Hinblick auf eine zweckmäßige Oberflächenbearbeitung
• Ziel: Bewertung von Frischbeton bei Anlieferung auf der Baustelle hinsichtlich seiner rheologischen
Eigenschaften (Glättbarkeit von Betonoberflächen)
Lohaus (IfB): Annahmeprüfverfahren zur Beurteilung der Mischungsstabilität von fließfähigem Beton
• Ziel: Beurteilung der Mischungsstabilität von Beton durch Wassergehaltsmessung an Betonproben bei
Anlieferung auf der Baustelle
Lohaus (IfB): Pumpstabilität von Beton – Prüfverfahren zur Mischungsstabilität bei hohem Druck
• Ziel: Entwicklung eines hinreichend genauen und praxisnahen Prüfverfahren zur zielsicheren
Charakterisierung und Quantifizierung von Pumpfähigkeit und Pumpstabilität
DBV-Sonderforschung - Teil 1
Prüfverfahren + Kriterien für besondere Betoneigenschaften
DBV-Merkblätter
z. B.
• Leistungsmerkmale für die erweiterte Erstprüfung von Beton
• Abnahme von Beton auf der Baustelle
• Oberflächenbearbeitung von Beton
Beratung/Kooperation u. a. mit Baustoffherstellern erforderlich!
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 28
Gliederung
Ausgangssituation
Was sind baustellenrelevante Eigenschaften?
Betroffene Betone und die Qualitätssicherung
Bisherige Aktivitäten des DBV
Ausblick
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Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, Dr. Jörg-Peter Wagner I 2. Jahrestagung DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf 29
Ausblick
Fokus: Anspruchsvolle Betonbauweisen
Ziele:
1. Definition baustellenrelevanter Betoneigenschaften
(ggf. Entwicklung von Prüfverfahren)
2. Anforderungen an die Qualitätssicherung
(Herstellwerk und Baustelle)
3. Besondere Maßnahmen für bestimmter Bauwerks- bzw. Bauteileigenschaften
Umsetzung in Qualitätssicherungsmaßnahmen
4. Berücksichtigung neuer betontechnologischer Entwicklungen,
z. B. „robuste“ Betone
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Hauptausschusses Baustofftechnik des DBV
Dipl.-Ing. Torsten Göpfert, TPA Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovation GmbH
Dr. Jörg-Peter Wagner, Bilfinger Construction GmbH, Zentrales Labor für Baustofftechnik
Anlässlich der 2. Jahrestagung und 55. Forschungskolloquium des DAfStb am 26.-27. 11.2014 Düsseldorf
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