Kurzdarstellung

Ein großes Spektrum unterschiedlicher Betonwaren und Betonteile wird in Produktionsverfahren mit sofortiger Entschalung hergestellt. Die Grundlage hierfür sind erdfeuchte Be-tone, die unmittelbar nach dem Verdichten in der Lage sind, den Prozess der Entschalung ohne Schäden wie z.B. Ausbrüche und Risse zu überstehen und anschließend formstabil zu erhärten. Weil in dieser sehr frühen Phase noch keine Festigkeit durch die Hydratation des Zementes entwickelt werden kann, muss alleine durch Haftkräfte zwischen den Feststoffen wie z.B. Zement, Flugasche, Sand und Kies eine ausreichende Standfestigkeit der frischen Betonteile erreicht werden. Das Verarbeitungsverhalten erdfeuchter Betone kann mit bisherigen Konsistenzmessverfahren in einem für die Produktion aussagekräftigem Unterscheidungsbereich nicht gemessen und verglichen werden.
In der vorliegenden Arbeit erfolgte eine umfangreiche theoretische Analyse der Haftkräfte zwischen feinen Feststoffpartikeln. Diese Größenklasse besteht aus Zement und Zusatzstoffen und ist maßgebend für die Übertragung von Haftkräften auf gröbere Fraktionen. Es zeigte sich, dass die Haftkraft zwischen Partikeln Anteile enthält, die aus Kräften aus adsorbierten Wasserfilmen, Flüssigkeitsbrücken, Van-der-Waals-Kräften, plastischen Van-der-Waals-Kräften sowie Reibung und Verzahnung besteht. Dabei werden die einzelnen Komponenten stark beeinflusst von den Rauhigkeiten auf den Partikeloberflächen, der Partikelform und dem Wassergehalt. Es zeigte sich, dass alle Komponenten zahlen-mäßige Anteile an der Gesamthaftkraft haben. Eine rechnerische Prognose über die zu erwartenden Zugspannungen in einer feuchten Partikelmatrix wie erdfeuchtem Zement-leim ist bislang nicht möglich, weil zu wenige exakte Informationen auf der Ebene der Partikelformen und der Oberflächenbeschaffenheiten vorliegen und hierdurch die Haftkräfte über mehrere Größenordnungen hinweg beeinflusst werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein geeignetes Prüfverfahren entwickelt, mit dem Unterschiede in erdfeuchten Zementleimen dadurch ermittelt werden können, dass die zentrische Zugkraft innerhalb der Leime gemessen werden kann, ebenso wie der Dehnweg, der für den Zugbruch aufgebracht werden muss.
Die durchgeführten Versuche an Zementleimen mit verschiedenen Ausgangsstoffen und w/z-Werten zeigten, dass Unterschiede der Zugdehnung vorhanden sind und gemessen werden können. Auch Zusammensetzungen, die optisch nicht unterschieden werden können, verhalten sich während der Prüfung erkennbar anders in der Höhe der Zugkraft und/oder in ihrem Dehnungsverhalten. Die Prüfung an erdfeuchtem Beton mit 8 mm Größtkorn ergab ebenfalls erkennbare Unterschiede in den Verläufen der Zugdehnungskurven. Die in dieser Arbeit aufgezeigten Ergebnisse können als Grundlage dienen, um eine Optimierung zukünftiger Rezepturen zu ermöglichen.
Mit dem entwickelten und verwendeten Prüfverfahren steht eine Methode zur Verfügung, mit der durch praktische, kleinskalierte Versuche Unterschiede in dem Zugdehnungsverhalten erdfeuchter Leimgemische und erdfeuchter Betone identifiziert werden können. Es ist daher grundsätzlich dafür geeignet, die werkseigene Produktionskontrolle während der laufenden Herstellung erdfeuchter Betonteile zu ergänzen und bei der Entwicklung neuer Betonrezepturen eingesetzt zu werden.