Eigenschaften von wärmebehandeltem selbstverdichtendem Beton

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss einer Wärmebehandlung im Rahmen der Richt-linie Wärmebehandlung von Beton des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) auf die Eigenschaften von Selbstverdichtenden Betonen (SVB) nach dem Mehlkorntyp, dem Stabili-sierertyp und dem Kombinationstyp untersucht. Dazu wurden SVB im Bereich der Festig-keitsklassen C20/25 bis C70/85 konzipiert und mit 40 °C, 60 °C und 80 °C wärmebehandelt, bis sie eine Reife aufwiesen, die einer dauerhaften Lagerung von 3 Tagen bei 20 °C ent-sprach. An den so wärmebehandelten SVB wurde die Druckfestigkeit, die Spaltzugfestigkeit und der E-Modul ermittelt und mit den Werten von Vergleichsproben, die nicht wärmebehan-delt wurden, verglichen. Zusätzlich wurde das Gefüge mit Hilfe eines ESEM untersucht und die Gesamtporosität und die Porenradienverteilung der SVB bestimmt. Ergänzt wurden diese Untersuchungen durch eine chemische Analyse der extrahierten Porenlösung und der kristal-linen Phasenbildung mit Hilfe der Röntgenbeugungsanalyse. Die Dauerhaftigkeit der wärme-behandelten SVB bei praxisrelevanten Lagerungsbedingungen über einen Zeitraum von 18 Monaten wurde durch regelmäßige Messungen des dynamischen E-Moduls und der Längen-änderung, sowie der Druckfestigkeit und der Biegezugfestigkeit beurteilt. Die mechanischen Kennwerte wurden z.T. deutlich durch die Wärmebehandlung beeinflusst, wobei der (w/z)eq-Wert der Betone eine wichtige Rolle spielt. Es konnte gezeigt werden, dass die Veränderung der Druckfestigkeit der untersuchten SVB auf eine Veränderung der Porenradienverteilung zurückzuführen ist. Dieser Zusammenhang kann mit Hilfe einer in dieser Arbeit vorgestellten empirischen Formel zahlenmäßig erfasst werden. Ein negativer Einfluss auf die Zusammen-setzung der kristallinen Hydratationsphasen konnte nicht festgestellt werden. Hinsichtlich der Dauerhaftigkeit war ein positives Verhalten der wärmebehandelten SVB zu beobachten.

Within this work the influence of thermal curing in the limitations of the guideline "heat treat-ment of concrete" of the German Association of Structural Concrete (DAfStb) on the proper-ties of Self-Compacting concrete (SCC) was investigated. Therefore SCCs as Powder type, Viscosity-agent type and Combination type of the strength classes C20/25 to C70/85 were designed and heat cured with 40 °C, 60 °C and 80 °C. The heat cured SCCs had a maturity which equalled to a storage of three days at a temperature of 20 °C. The compressive strength, the splitting tensile strength and the Young's modulus was measured and compared with the results of specimen which were stored under standard conditions with the same maturity. The microstructure of the SCCs was investigated by means of an ESEM also the total porosity and the pore size distribution was measured. This was supplemented by the chemical analysis of the pore solution and the determination of the phase composition of the SCCs with X-ray dif-fraction. The durability of the heat cured SCCs within 18 months storage at practical relevant conditions was investigated, too. Therefore the dynamic Young's modulus, the elongation of the specimen, the compressive strength and the bending tensile strength was measured regu-larly. The mechanical properties of the heat cured SCCs are partly strong influenced by the heat treatment whereas the (w/c)eq-ratio of the concretes is important. It could be shown that the change of compressive strength is the result of a modification of the pore size distribution. To calculate this influence an empirical formula is presented. There was no negative influence of the heat treatment on the phase composition measured by means of X-ray diffraction and the SCCs showed a good behaviour regarding the durability.