Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1:

Herstellung von sofort entschalten Rohren B-KF-GM 300 x 2500
a) Beginn des Zyklus: Innenkerne abgesenkt, Formenmantel fährt hinunter
b) Befüll- und Verdichtungsvorgang beendet, Formenmantel fährt herauf
c) fertige, frische Rohre werden von der Betonierstation verfahren

Abbildung 2:

Betonpflasterstein 10x20x8 mit Fehlstelle im Vorsatzbeton an der Oberfläche

Abbildung 3:

sofort entschalte Stahlbetonrohre aus erdfeuchtem Beton, rechtes Rohr nach der Herstellung kollabiert (Länge 2000 mm, Innendurchmesser 600 mm, Wanddicke 120 mm)

Abbildung 4:

Viskosimeter Typ Viscomat NT der Fa. Schleibinger, aktuelle Serie, Bj. 2018 [23]

Abbildung 5:

Scherwiderstand in Abhängigkeit vom Wassergehalt bei Übergang eines Kornhaufwerks in eine Suspension [28]

Abbildung 6:

Die Wechselwirkung molekularer Kräfte im System Wasser-Kornoberfläche nach [30]:
a) Ausrichtung von Wasserdipolen an der Kornoberfläche
b) Adsorption der Wassermoleküle in unmittelbarer Umgebung der Kornoberfläche
c) Größe der molekularen Kräfte in der Nähe der Kornoberfläche
1: adsorbiertes Wasser, 2: Solvationswasser, 3: freies Wasser

Abbildung 7:

Bestimmen des Verdichtungsmaßes [42]

Abbildung 8:

Aufbau des Vébé-Apparates [44]

Abbildung 9:

Prinzip des Maniabilimètre/ LCL-Test [45]

Abbildung 10:

Intensive Compaction test – wiegen, verdichten, verdichteter Zylinder [46]

Abbildung 11:

Schematischer Vergleich der Zusammensetzungen von selbstverdichtendem Beton (SCC), Normalbeton (NWC), erdfeuchtem Beton (EMC) und hydraulisch gebundenen Tragschichten (RCD) nach Hüsken [47]

Abbildung 12:

Prozentuale Verteilung der Frischbetonmasse bei drei unterschiedlichen Betonteilen aus erdfeuchtem Beton: Pflastersteine, Schachtringe, Betonrohre

Abbildung 13:

Definition der Reaktionsphasen des Betons [49]

Abbildung 14:

Gründruckfestigkeiten für Betone mit unterschiedlichem Zementgehalt in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Betone [20]

Abbildung 15:

Entwicklung der Druckspannung-Stauchungslinien bei unterschiedlichen Wassergehalten nach [20], Stauchung in [‰]

Abbildung 16:

Einfluss der Rüttelzeit auf den Luftporengehalt in Abhängigkeit vom Wassergehalt [20]

Abbildung 17:

Einfluss des Zementgehaltes auf die Gründruckfestigkeit [20] dargestellt als Hüllkurven

Abbildung 18:

Einfluss der Feinheit des Zementes auf die Gründruckfestigkeit [20]

Abbildung 19:

Gründruckfestigkeit bei unterschiedlichen Sieblinien für
zwei Rüttelzeiten [20]

Abbildung 20:

Einfluss von Wasser- und Fließmittelgehalt auf Gründruckfestigkeit und Packungsdichte bei einem erdfeuchten Beton [52]

Abbildung 21:

Verringerung der Gründruckfestigkeit bei Zugabe von Flugasche [22]

Abbildung 22:

Einfluss von Form und Abmessung [20]

Abbildung 23:

Relative Gründruckfestigkeit von Probekörpern mit doppelter Höhe bezogen auf die Gründruckfestigkeit von Probekörpern einfacher Höhe [20]

Abbildung 24:

Rüttelproctor zur Erfassung des Verdichtungsverhaltens bei dynamischer Verdichtung [22]

Abbildung 25:

Einflussgrößen auf die Gründruckfestigkeit von erdfeuchten Betonen nach [22]

Abbildung 26:

Gründruckfestigkeit, Packungsdichte sowie Wasser-Feinstoffwert (als Funktion des Zementgehaltes) nach Bornemann [22]

Abbildung 27:

Einfluss des Wassergehaltes auf die Packungsdichte Verdichtungsgrad) von Quarzmehl und von Flugasche (ohne Zement) nach [47]

Abbildung 28:

Spannungs-Dehnungslinien der Gründruckfestigkeit für zwei Feinstoffe
(ohne Zement) bei unterschiedlichen Wassergehalten (bezeichnet mit m) a) nur Quarzmehl, b) nur Flugasche [47]

Abbildung 29:

Spannungs-Dehnungskurven der Gründruckfestigkeit
a) bei 520 kg/m3 Quarzmehl
b) bei 290 kg/m3 Quarzmehl und unterschiedlichen Wassergehalten [47]

Abbildung 30:

Spannungs-Dehnungskurven der Gründruckfestigkeit
a) bei 478 kg/m3 Flugasche
b) bei 237 kg/m3 Flugasche und unterschiedlichen Wassergehalten [47]

Abbildung 31:

Gründruckfestigkeits-Dehnungskurven bei verschiedenen Gehalten an Superplastifizierer (SP) und konstanten Wassergehalten,
a) Quarzmehl mit 12,9 M.-% Wasser,
b) Flugasche mit 8,2 M.-% Wasser [47] (graue Kurven beziehen sich auf höhere Verdichtungsenergie)

Abbildung 32:

Spannungen in der Oberfläche des Zwickelwassers [20]

Abbildung 33:

Druckkräfte zwischen zwei benetzten Kugeln [122]

Abbildung 34:

vereinfachte Darstellung des Spannungskreises nach Mohr [20]
( =Druckspannung, = Zugspannung)

Abbildung 35:

Mohrscher Spannungskreis mit Parabel als gekrümmter Hüllkurve [20] für feuchte Böden

Abbildung 36:

Rücktrocknungskurven von Mischungen ohne Zement mit unterschiedlichen Gehalten an Kalksteinmehl und einer Mischung mit Flugasche als Vergleich [22]

Abbildung 37:

von Bornemann ermittelte, rechnerische Gründruckfestigkeit einer Rezeptur ohne Zement mit unterschiedlichen Gehalten an Quarzmehl und Wasser – ausgedrückt über den Leimgehalt [22]

Abbildung 38:

Verfahrensschema zur Trocknung von angefeuchteter Flugasche, Nr. 9: Hammermühle [56]

Abbildung 39:

Druckfestigkeit von feuchtem Quarzsand und Wasser (jeweils 100g Quarzsand und 20ml Wasser, links)
Mitte: Wasser und Quarzsand in Zementfeinheit gemahlen als plastische Masse,
rechts: Wasser und Quarzsand mit 20.000 cm2/g Oberfläche als fester Körper [72]

Abbildung 40:

Zusammenhang zwischen Sättigungsgrad SR, Reibungswinkel und Kohäsion am Beispiel von Tonsteinen nach Bönsch [58]

Abbildung 41:

Kanonenkugeln gleicher Größe in dichtester möglicher Packung, an den Kontaktpunkten verschweißt, Palastvorplatz Monaco; Bällebad mit ungeordneter Zufallspackung

Abbildung 42:

Erdfeuchter Beton für die Rohrproduktion mit 16 mm Größtkorn Kies, w/z-Wert 0,38; rechter Teil: vergrößerter Bereich des weißen Quadrates

Abbildung 43:

Kornverteilungskurve eines Zement-Gesteinskörnungs-Gemisches von Wierig im
Vergleich zu den Sieblinien einiger typischer Böden [20]

Abbildung 44:

Wachstumsstadien, -grenzen und Einfluss der Partikelgröße [61]

Abbildung 45:

Oberflächenrauhigkeiten in der Kontaktzone zweier ideal runder Partikel mit Radius R; lR ist die Abweichung der Rauhigkeiten vom Radius R, d = Abstand zwischen zwei Rauhigkeiten [62]

Abbildung 46:

Einfluss der Flüssigkeitsschicht auf die Adhäsionskraft fA zwischen zwei rauhen, runden Partikeln; vorherrschende Systeme:
I = sehr kleine Flüssigkeitsbrücke am Kontakt einzelner Rauhigkeiten,
II = Flüssigkeitsbrücke zwischen mehreren Rauhigkeiten,
III = sehr große Flüssigkeitsbrücke zwischen zwei kugelförmigen Partikeln [62]

Abbildung 47:

Sättigungsbereiche poröser Schichten (a) Adsorpionsschichten, (b) Zwickel- und Brückenbereich [67] (Wasser = schwarze Linien/Flächen)

Abbildung 48:

Sättigungsbereiche poröser Schichten (a) Adsorpionsschichten, (b) Zwickel- und Brückenbereich [67] (Wasser = schwarze Linien/Flächen)

Abbildung 49:

idealisiert runde, ebene Partikel mit einer Schicht aus adsorbiertem Wasser (dWad nicht maßstäblich in blau)

Abbildung 50:

Schematische Darstellung der Berührung zwischen zwei Körnern ohne (links) und mit Sorptionsschichten (rechts) [127]

Abbildung 51:

Partikelanalyse des CEM I 42,5 R aus den Hauptversuchen; alle Partikelanalysen siehe Anhang 1

Abbildung 52:

frühe Hydratationsprodukte (schematisch) in einer Flüssigkeitsbrücke [69]

Abbildung 53:

Partikel- und Oberflächenverteilung eines Zementleimes aus feinem Zement nach 6-minütiger Hydratation aus Zingg [70], gemessen mit Cryo-FIB-nt (Focused-Ion-Beam Nanotomography)

Abbildung 54:

Partikelformen von trockenem Portlandzement, aus van Breughel [74]

Abbildung 55:

Unterschiedliche Partikelformen nach Igwe [76]

Abbildung 56:

Zusammenhang zwischen Packungsdichte und Koordinationszahl nach einer umfassenden Literaturauswertung und Modellierung nach German [80]

Abbildung 57:

Massendurchgang und daraus errechnete Partikel- und Oberflächenverteilung eines Zementes CEM I 42,5 R

Abbildung 58:

sich überlagernde Adsorptionsfilme aus Wasser an zwei unterschiedlich großen, ideal runden und glatten Partikeln

Abbildung 59:

Kapillarkräfte in einer Flüssigkeitsbrücke: Einfluss von Abstandsverhältnis und Brückenvolumen auf die Haftkraft [88] (Fmax = *d)

Abbildung 60:

Flüssigkeitsbrücke zwischen realen Teilchen mit scheinbarem Abstand a´ [125]

Abbildung 61:

Flüssigkeitsbrücke zwischen zwei gleich großen, ideal glatten Kugeln [88]

Abbildung 62:

Zweidimensionale Darstellung der Flüssigkeitsbrückengeometrie für den Kontaktfall gleich großer Kugeln mit Abstand a in Anlehnung an [90] mit Randwinkel , d.h. ohne Adsorptionsschichten an den Oberfläche

Abbildung 63:

Flüssigkeitsbrücke zwischen Partikeln unterschiedlicher Größe [92]; mit 1, 2. als unterschiedliche Benetzungswinkel, als Randwinkel

Abbildung 64:

Detail der geometrischen Kontaktsituation zweier Partikel mit Wasserfilmen von jeweils 0,03 µm

Abbildung 65:

links: Dehnungsverhalten von Feuchtagglomeraten, Vergleich zwischen Theorie und Experiment nach Rumpf [119], rechts: Modell für das Dehnungsverhalten feuchter Agglomerate nach Schubert, Hermann und Rumpf [93]; F1 = äußere Zugkraft, F2 = Druckkraft zwischen den Partikeln infolge Zugkräfte der Flüssigkeitsbrücken

Abbildung 66:

Einfluss der Rauhigkeiten auf die Van-der-Waals Haftkraft nach [119], entnommen aus [103]

Abbildung 67:

Abplattung und Druckverlauf im Bereich der Kontaktfläche einer Kugel bei
a) rein plastischer und b) elastisch-plastischer Verformung [97]

Abbildung 68:

Mikrohärte an unterschiedlichen Betonzusammensetzungen, Darstellung zusammengefasst nach [108].

Abbildung 69:

Bezogenen Haftkraft einer Flüssigkeitsbrücke zwischen zwei Kugeln, ergänzt um
negative Abstände als Modell für verformte Kontaktflächen [87]

Abbildung 70:

Anziehung als Funktion des Partikelabstandes nach Rumpf [119] mit 0,4 nm Kontaktabstand, entnommen aus [103]

Abbildung 71:

Haftkräfte am Kugel Platte Model nach Rumpf, aus [111]

Abbildung 72:

Schematische Darstellung der elektrischen Doppelschichten und des
Zeta-Potentials bei flüssigkeitsgesättigten Partikelsystemen [118]

Abbildung 73:

Elektrostatische Kräfte nach [115], aus [111]

Abbildung 74:

Scherwiderstand in einem körnigen Erdstoff [30],a) Reibung auf der Oberfläche der Körner; b) Verzahnung der Körner

Abbildung 75:

Veränderung der Anteile des Reibungswinkels mit der Normalspannung
und der Dichte [122] (Dilatation (a), Umordnung (b), Korn zu Korn Reibung (c))

Abbildung 76:

EAbschätzen des Scherwinkels eines Bodens aus der Korngrößenverteilung [121]

Abbildung 77:

Änderung der Komponenten des Scherwiderstandes mit zunehmender
Scherverschiebung : a) Haftfestigkeit, b) Dilatation, c) Reibungseffekte, d) Summenkurve gemessener Werte [122]

Abbildung 78:

EErmittlung der tatsächlichen Bruchflächen beim zentrischen Zug an erdfeuchten
Zementleimen durch Frischhaltefolie und anschließender manueller
Flächenauszählung nach Bommes [134]

Abbildung 79:

Vergleich von zwei Zementleimen [134]

Abbildung 80:

Bruchbild nach zentrischem Zugversuch zweier erdfeuchter Zementleime, links
w/z=0,18, rechts w/z=0,25. [132]

Abbildung 81:

Versagensebene und Partikelhaftkräfte eines Agglomerates unter
zentrischer Zugbelastung [128]

Abbildung 82:

Kontakt zweier Partikel unter Berücksichtigung von Oberflächen imperfektionen; Pkte. M: Kontaktpunkte Pkt. N: Kontaktpunkt bei weiterer Annäherung der Oberflächen durch
Deformation [128]

Abbildung 83:

Innenliegende Feder des Adapterringes, die als Distanzstück zwischen den Röhren dient (Detail aus Abbildung 85)

Abbildung 84:

Schematische Darstellung der Kräfte beim Zugversuch mit erdfeuchtem Leim [132]

Abbildung 85:

Versuchsaufbau Variante 1 mit Prinzipskizze [132]

Abbildung 86:

Zugfestigkeit in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad bei w/z = 0,23

Abbildung 87:

Versuchsaufbau Variante 2 [133]

Abbildung 88:

Prinzipskizze Versuchsaufbau Variante 2 [133]

Abbildung 89:

Schalung für die Probekörper Variante 3 [133]

Abbildung 90:

Befüllen der fixierten Probekörperhälften (links), Anbringen der Lasteinleitungsplatte (mitte), Probekörperhälften mit gelöster Fixierung unter der Zugvorrichtung (rechts)

Abbildung 91:

Variante 3 mit Versuchsstand und Einzelteilen [134]

Abbildung 92:

aufgezeichnete Rohdaten des Messgerätes für Versuch mit w/f = 0,21 aus Abbildung 127 (Zugdehnungen von Zement CEM III/A 42,5 R)

Abbildung 93:

Bruchwege bei unterschiedlichen w/z Werten Alt = Versuche nach Variante 1, NEU = Versuche nach Variante 3 [134]

Abbildung 94:

Form von Luftinklusion im wassergefüllten Porenbereich zwischen
Feststoffpartikeln aus Ton [58]

Abbildung 95:

Zementleime mit CEM I 42,5 R, w/z = 0,21 und gleicher Mischdauer,unmittelbar nach dem Mischen und nach 15 Schlägen mit dem Hägermann Tisch linke Seite: Mischreiheinfolge Wasser langsam auf Zement, rechte Seite: Mischreihenfolge Zement langsam auf Wasser

Abbildung 96:

schlechter Verdichtungsgrad bei Verwendung der Humm Sonde [132]

Abbildung 97:

Versuchsaufbau Variante 1 (vergl. Abbildung 85) mit Stößel beim Einbringen der Verdichtungsenergie durch den Gummihammer [132]

Abbildung 98:

alter Stößel links [132], neuer, modifizierter Stößel rechts und Gegenüberstellung der erreichten Verdichtungsgrade [134]

Abbildung 99:

Verdichtungsgrad in Abhängigkeit der Anzahl der Verdichtungslagen [132]