Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Bearbeitung von frischen Betonoberflächen – Entwicklung adäquater Prüfverfahren zur frühzeitigen Bewertung des Frischbetons für eine zielsichere Herstellung

In der Praxis zeigte sich in den letzten Jahren mehrfach, dass Betonoberflächen nicht fachgerecht bearbeitet werden konnten. In vielen Fällen wurde dies mit einer hohen „Klebrigkeit“ des Frischbetons in Verbindung gebracht, obwohl die Konsistenz der Betone bei Anlieferung den vorab getroffenen Festlegungen entsprach. Somit ist die übliche Konsistenzprüfung für eine diesbezügliche Bewertung des angelieferten Frischbetons nicht hinreichend aussagekräftig genug. Wenn mit praxisgerechten Prüfverfahren das rheologische Verhalten des Frischbetons bereits bei der Anlieferung auf der Baustelle vor dem Einbau bewertet werden kann, dadurch für ein Glätten ungeeignete Betone gar nicht zum Einbau gelangen und somit potenzielle Probleme und nachfolgende Schäden vermieden werden können, ist dies für alle Beteiligten und damit insbesondere KMU von großem wirtschaftlichem Vorteil. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, baustellentaugliche Prüfverfahren hierfür zu entwickeln. Insbesondere sollen damit die für eine nachträgliche Oberflächenbearbeitung relevanten Eigenschaften des Frischbetons bewertbar werden. Gleichzeitig sind entsprechende Leistungs-/ Abnahmekriterien für diese Prüfverfahren festzulegen. Das Projekt soll direkt auf orientierenden Untersuchungen im Rahmen eines vom Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins E.V. geförderten und vom Lehrstuhl für Baustofftechnik der Ruhr-Universität Bochum durchgeführten Forschungsvorhabens aufgebaut werden. In diesen Studien zeichneten sich erfolgversprechende Ansätze zur praxisgerechten Bewertung der rheologischen Eigenschaften von Mörteln und Betonen im Hinblick auf eine zweckmäßige Oberflächenbearbeitung ab, die jetzt verfestigt werden sollen, um auch Eingang in die Praxis finden zu können.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des zweiten Arbeitspakets wurden durch Variation verschiedener technischer Konfigurationen für den gestuften Ausbreitversuch, den Kugeleinsinkversuch sowie den Glättscheibenversuch Prüfkonfigurationen ermittelt, die eine zielsichere und robuste Differenzierbarkeit hinsichtlich des klebrig-viskosen Materialverhaltens für unterschiedliche Frischbetone ermöglichen. Ergänzende Studien an extrahierten Mörteln, bei denen im Rotationsviskosimeter die Viskosität und Fließgrenze gemessen wurden, zeigten eine tendenzielle Korrelation zwischen diesen und den mit den modifizierten Verfahren bestimmten Kenngrößen. In einem dritten Arbeitspaket wurden mit den Prüfverfahren und der zuvor festgelegten Prüfkonfigurationen die sensitiven, betontechnischen Einflussparameter der Klebrigkeit von Frischbeton identifiziert und anschließend quantifiziert. Hierbei stellten sich neben der Frischbetonkonsistenz die Frischbetontemperatur, der w/z-Wert sowie der Größtkorndurchmesser als einflussreiche Parameter heraus, die bei der Definition von verfahrensspezifische Grenzwertbereichen daher berücksichtigt werden sollten. Im vierten Arbeitspaket konnten im Rahmen von in situ Versuchsreihen eine zufriedenstellende Reproduzierbarkeit der Verfahren sowie eine geringe Störanfälligkeit durch den Prüfenden festgestellt werden. Für den Kugeleinsinkversuch wurde eine hohe Deckungsgleichheit zwischen den Prüfergebnissen und der Begutachtung der geglätteten Betonoberflächen erreicht. Ähnliches konnte anhand der Untersuchungen mit dem gestuften Ausbreitversuch für steifere Frischbetonkonsistenzen (F3) festgestellt werden. Bei weicheren Konsistenzklassen (F4, F5) eignete sich dieses Prüfverfahren jedoch nur bedingt. Für beide Verfahren konnten die spezifischen Anwendungsgrenzen bestimmt und Anhaltspunkte für die Formulierung von Grenzwerten zur Beurteilung der Klebrigkeit von Frischbeton definiert werden.