Baustoffe Für Tragende Bauteile: Band 2: Beton, Mauerwerk (Nichtmetallisch-Anorganische Stoffe): Herstellung, Eigenschaften, Verwendung, Dauerhaftigke

ISBN-13: 9783322801883 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 524 str.

Karlhans Wesche; Peter Schubert

Opis

Der zweite Band behandelt die nichtmetallisch-anorganischen Baustoffe, von denen der Beton und das Mauerwerk fur tragende Bauteile wichtig sind. Die ubrigen Baustoffe dieser Gruppe werden nur in geringem Umfange konstuktiv eingesetzt, so z.B. der Naturstein in der Denkmalpflege und das Glas im Glasstahlbetonbau. Lediglich Decken- und Mauerziegel sind fur tragende Bauteile bei Stahlsteindecken und Mauerwerk von grosserer Bedeutung. Letztere werden daher im Teil E kurz besprochen. Neben und zusammen mit Stahl ist Beton heute der wichtigste Baustoff. Gegenuber fast allen anderen Baustoffen hat er den Vorteil, dass er fast unbegrenzt eingesetzt und gestaltet und vom Verwender selbst seinen Anforderungen entsprechend zielsi cher hergestellt werden kann. Die Herstellung in einem Betonwerk bzw. die Herstel lung oder wenigstens die Verarbeitung auf der Baustelle, meist im Verant wortungsbereich eines Bauingenieurs, bedarf jedoch besonderer Kenntnisse der Betoneigenschaften, ihrer Beeinflussung und ihrer Wirkung. Im letzten Jahrzehnt sind im Stahlbetonbau in grosserem Umfang Mangel aufgetre ten, die allerdings weniger auf Baustoffehier, sondern im wesentlichen auf Planungs und Ausfuhrungsfehler zuruckzufuhren sind. Da diese zum Teil aber auch auf mangelnden Baustoffkenntnissen beruhen, wurde der Dauerhaftigkeit in Teil D8 noch mehr Raum gewidmet. Sie wurde in der Vergangenheit gegenuber der Druck festigkeit zu sehr vernachlassigt und muss in Zukunft starker berucksichtigt werden. Der Teil D wurde in dieser Auflage ubersichtlicher strukturiert. Den Betonzusatzen wurde wegen der steigenden Bedeutung ein eigener Teil D3 mit den Abschnitten Zusatzstoffe und Zusatzmittel gewidmet. Der fruhere Teil Normalbeton wurde in die Teile D4 Frischbeton, DS Festbeton und D6 Besondere Betone gegliedert."

Spis treści

D Beton.- Begriffe.- D1 Bindemittel.- 1 Baukalk.- 1.1 Luftkalk.- 1.2 Hydraulisch erhärtender Kalk.- 1.2.1 Gebrannter Kalk.- 1.2.2 Zusammengesetzter Kalk.- 1.2.3 Kalkarten.- 1.3 Handelsformen und Kennzeichnung.- 1.4 Eigenschaften und Anwendung.- 2 Zement — Arten, Herstellung, Zusammensetzung.- 2.1 Portlandzement (PZ).- 2.2 Zumahlstoffe.- 2.3 Hüttenzement.- 2.4 Andere genormte oder bauaufsichtlich zugelassene Zemente.- 2.5 Sonstige Zemente.- 2.6 Chemische Zusammensetzung.- 3 Zement — Eigenschaften.- 3.1 Mahlfeinheit.- 3.2 Dichte und Schüttdichte (Litergewicht).- 3.3 Fließverhalten von Zementleim.- 3.4 Wasserabsondern (Bluten).- 3.5 Erhärtung und Festigkeitseigenschaften.- 3.5.1 Erstarren.- 3.5.2 Erhärtungsverlauf der Portlandzemente.- 3.5.3 Wasser-Zement-Wert ? und Zementsteinporenraum pm.- 3.5.4 Besonderheiten der Erhärtung anderer Zemente.- 3.5.4.1 Hüttenzemente.- 3.5.4.2 Sulfathüttenzement.- 3.5.4.3 Puzzolanzemente mit Traß, Flugasche, Lavamehl oder Phonolith.- 3.5.4.4 Portlandkalksteinzement.- 3.5.4.5 Tonerdezement.- 3.6 Verformungseigenschaften.- 3.6.1 Spannungs-Dehnungs-Linie und Elastizitätsmodul.- 3.6.2 Feuchtedehnung.- 3.6.3 Kriechen.- 3.6.4 Wärmedehnung.- 3.6.5 Chemische Dehnung.- 3.6.5.1 Treiben (Raumbeständigkeit).- 3.6.5.2 Schrumpfen.- 3.7 Hydratationswärme.- 3.8 Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und Gasen.- 3.8.1 Wasserundurchlässigkeit.- 3.8.2 Carbonatisierung.- 3.9 Dauerhaftigkeit.- 3.10 Zusammenfassung wichtiger Eigenschaften.- 4 Andere Bindemittel.- 4.1 Putz- und Mauerbinder (PM-Binder) nach DIN 4211.- 4.2 Hydraulischer Tragschichtbinder (HT-Binder) nach DIN 18 506.- 4.3 Anhydritbinder nach DIN 4208.- D2 Betonzuschlag.- 1 Arten.- 1.1 Kiessand (Abb. D 2.1a).- 1.2 Brechsand und Splitt (Abb. D 2.1b).- 1.3 Betonsplitt.- 1.4 Künstlich hergestellter Zuschlag.- 1.5 Natürlicher Leichtzuschlag (Abb. D2.1d).- 1.6 Schwerzuschlag (Abb. D 2.1e).- 2 Anforderungen und Bezeichnung.- 3 Eigenschaften.- 3.1 Gesteinsbeschaffenheit.- 3.2 Dichten.- 3.2.1 Schüttdichte ?S.- 3.2.2 Kornrohdichte ?Rg.- 3.2.3 Dichte ?.- 3.2.4 Porenraum.- 3.3 Kornform und Kornoberfläche.- 3.4 Feuchte.- 3.5 Feuchtedehnung.- 3.6 Thermische Eigenschaften.- 3.7 Widerstandsfähigkeit gegen Frost.- 3.8 Kornfestigkeit.- 3.9 Verschleiß und Polierbarkeit.- 3.10 Schädliche Bestandteile.- 3.10.1 Abschlämmbare Bestandteile.- 3.10.2 Stoffe organischen Ursprungs.- 3.10.3 Erhärtungsstörende Stoffe.- 3.10.4 Schwefelverbindungen.- 3.10.5 Stahlangreifende Stoffe.- 3.10.6 Alkalilösliche Kieselsäure.- 3.11 Besondere Anforderungen an gebrochene Hochofenstückschlacke nach DIN 4301 und an künstlich hergestellten Leichtzuschlag.- 4 Kornzusammensetzung.- 4.1 Bestimmung und Darstellung.- 4.2 Betontechnologische Sieblinien.- 4.2.1 Stetige Sieblinien.- 4.2.2 Unstetige Sieblinien (Ausfallkörnungen).- 4.3 Zuschlagkennwerte.- 4.3.1 Sieblinienwerte.- 4.3.2 Wasseranspruchszahl (A-Wert nach [2.10]).- 4.3.3 Spezifische Oberfläche.- 4.3.4 Beispiel für die Berechnung der Kennwerte.- 4.3.5 Zuschlagkennwerte für die Regelsieblinien.- 4.4 Zusammensetzung sich überschneidender Korngruppen (Sieblinienverbesserung).- 4.5 Werkgemischter Betonzuschlag (WBZ).- 5 Probenahme zur Prüfung von Zuschlag.- D3 Betonzusätze.- 1 Betonzusatzstoffe.- 1.1 Puzzolane.- 1.1.1 Steinkohlenflugasche (FA).- 1.1.2 Silicastaub (Silica Fume, SF).- 1.2 Pigmente.- 1.3 Fasern.- 2 Betonzusatzmittel.- 2.1 Verflüssigende bzw. wassereinsparende Zusatzmittel.- 2.2 Zusatzmittel mit anderen Wirkungen auf Frischbeton oder Frischmörtel.- 2.3 In die Hydratation eingreifende Zusatzmittel.- 2.4 Zusatzmittel mit Wirkung auf den Festbeton.- D4 Frischbeton.- 1 Zusammensetzen.- 1.1 Zement und Zementgehalt.- 1.2 Zuschlag.- 1.3 Wasser.- 1.3.1 Wassergehalt und Zugabewasser.- 1.3.2 Wasserbedarf w.- 1.4 Zusätze.- 1.4.1 Zusatzmittel.- 1.4.2 Zusatzstoffe.- 2 Herstellen und Verarbeiten.- 2.1 Dosieren und Mischen.- 2.2 Verarbeitbarkeit und Konsistenz.- 2.2.1 Verarbeitbarkeit.- 2.2.2 Konsistenz.- 2.2.3 Prüfung der Konsistenz.- 2.2.4 Ansteifen.- 2.3 Fördern.- 2.4 Einbauen.- 2.5 Verdichten.- 3 Eigenschaften.- 3.1 Wasserabsondern (Bluten).- 3.2 Frischbetonrohdichte.- 3.3 Luftporengehalt.- 3.4 Frischbetonzusammensetzung.- 3.5 Frischbetontemperatur (Ausgangstemperatur).- 3.6 Grünstandfestigkeit.- 4 Nachbehandeln.- 4.1 Hydratationsverlauf.- 4.2 Nachbehandlung.- 4.3 Temperatureinfluß.- 4.4 Wärmebehandlung.- D5 Festbeton.- 1 Zementsteinporenraum.- 2 Junger Beton.- 3 Rohdichte.- 4 Festigkeitseigenschaften.- 4.1 Druckfestigkeit.- 4.1.1 Festigkeitsentwicklung.- 4.1.2 Festigkeitsklassen.- 4.1.3 Abhängigkeit der Druckfestigkeit von der Betonzusammensetzung (Normalfall).- 4.1.4 Zusätzliche Einflüsse auf die Druckfestigkeit.- 4.1.4.1 Zusatzstoffe.- 4.1.4.2 Verbund zwischen Matrix und Zuschlag.- 4.1.5 Nachweis der Betongüte.- 4.1.5.1 Güteüberwachung V.- 4.1.5.2 Prüfung der Druckfestigkeit.- 4.1.5.3 Prüfung der Betonfestigkeit im Bauwerk.- 4.1.6 Druckfestigkeit bei besonderer Beanspruchung.- 4.1.6.1 Hohe Betriebstemperaturen.- 4.1.6.2 Tiefe Betriebstemperaturen.- 4.1.6.3 Örtliche Beanspruchung.- 4.1.6.4 Schlagfestigkeit.- 4.1.6.5 Mehraxiale Druckbeanspruchung.- 4.1.6.6 Dauerstandfestigkeit.- 4.1.6.7 Dauerschwingfestigkeit.- 4.2 Mischungsentwurf.- 4.3 Festigkeit bei Zugbeanspruchung.- 4.3.1 Zentrische Zugfestigkeit ?Z.- 4.3.2 Biegezugfestigkeit ?BZ.- 4.3.3 Spaltzugfestigkeit ?SZ.- 4.3.4 Oberflächenzugfestigkeit.- 4.4 Schub- und Scherfestigkeit.- 5 Verformungseigenschaften.- 5.1 Spannungs-Dehnungs-Linie.- 5.2 Elastizitätsmodul.- 5.2.1 Einflüsse aus der Betonzusammensetzung.- 5.2.2 Prüfung.- 5.3 Querdehnung.- 5.4 Kriechen und Relaxation.- 5.5 Feuchtedehnung.- 5.6 Wärmedehnung.- 6 Thermische Eigenschaften.- 6.1 Hydratationswärme.- 6.2 Wärmeleitfähigkeit.- 7 Reißneigung.- 8 Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und Gasen.- 8.1 Wasserdichtheit, Wasserundurchlässigkeit.- 8.2 Öldichtheit.- 8.3 Gasdichtheit.- 9 Verhalten bei niedrigen Temperaturen.- 9.1 Beeinflussung der Festigkeitsentwicklung.- 9.2 Beeinflussung der Frischbetontemperatur.- 9.3 Verhalten des sofort dem Frost ausgesetzten Frischbetons.- 9.4 Verhalten des nach dem Erstarren dem Frost ausgesetzten Betons.- 9.5 Ermittlung der erforderlichen Erhärtungszeiten.- 9.5.1 Erhärtungszeit für die Gefrierbeständigkeit.- 9.5.2 Erhärtungszeit für das Ausschalen des Betons.- D 6 Besondere Betone.- 1 Sichtbeton.- 2 Massenbeton.- 3 Beton für Fahrbahndecken.- 4 Hochfester Beton.- 5 Faserbeton.- 6 Spritzbeton.- 7 Strahlenschutzbeton.- 8 Hitzebeständiger Beton (Feuerbeton).- 9 Beton mit Kunststoff.- D7 Leichtbeton.- 1 Möglichkeiten der Herstellung.- 1.1 Kornporigkeit.- 1.2 Matrixporigkeit.- 1.3 Haufwerkporigkeit.- 2 Konstruktionsleichtbeton.- 2.1 Besonderheiten der Herstellung.- 2.2 Rohdichte und Druckfestigkeit.- 2.2.1 Rohdichteklassen.- 2.2.2 Festigkeitsklassen.- 2.2.3 Zusammenhang zwischen Matrix- und Zuschlageigenschaften.- 2.2.4 Erforderliche Matrixdruckfestigkeit.- 2.2.5 Festigkeitsentwicklung.- 2.2.6 Mischungsentwurf für Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge.- 2.2.7 Druckfestigkeit bei örtlicher Beanspruchung.- 2.2.8 Dauerstandfestigkeit.- 2.2.9 Dauerschwingfestigkeit.- 2.3 Festigkeit bei Zugbeanspruchung.- 2.4 Verformungseigenschaften.- 2.4.1 Spannungs-Dehnungs-Linie.- 2.4.2 Elastizitätsmodul.- 2.4.3 Kriechen.- 2.4.4 Schwinden.- 2.4.5 Wärmedehnung.- 2.5 Wärmeleitfähigkeit.- 2.6 Verhalten gegenüber Wasser.- 2.7 Wirtschaftlichkeit und Anwendung.- 3 Leichter Leichtbeton.- 3.1 Beton mit sehr leichten Zuschlägen.- 3.2 Porenbeton (Gasbeton).- 3.3 Schaumbeton.- 3.4 Kornporiger Leichtbeton mit poriger Matrix.- D8 Dauerhaftigkeit.- 1 Witterungseinflüsse.- 1.1 Carbonatisierung.- 1.2 Angriff durch Frost-Tau-Wechsel.- 2 Besondere Beanspruchungen.- 2.1 Angriff durch Taumittel.- 2.2 Chemischer Angriff.- 2.2.1 Lösender Angriff.- 2.2.1.1 Säuren.- 2.2.1.2 Austauschfähige Salze.- 2.2.1.3 Basische Flüssigkeiten.- 2.2.1.4 Weiches Wasser.- 2.2.1.5 Fette und Öle.- 2.2.2 Treibender Angriff.- 2.2.3 Böden und Gase.- 2.2.4 Beurteilung des Angriffgrades.- 2.2.5 Widerstandsfähigkeit des Betons.- 2.2.5.1 Einfluß von Zement und Zusatzstoff.- 2.2.5.2 Betontechnologische Voraussetzungen.- 2.2.5.3 Bauliche Voraussetzungen.- 2.3 Verschleiß.- 2.4 Angriff radioaktiver Strahlen.- 2.5 Angriff durch Feuer.- 3 Alkali-Zuschlag-Reaktion.- 4 Korrosion des Stahles im Beton.- 4.1 Fehlstellen und Risse.- 4.2 Betondeckung.- 4.3 Porenbeton (Gasbeton).- 4.4 Angriff durch Chloride.- 5 Schutz und Instandsetzung.- D9 Mörtel.- 1 Begriffe und Einteilung.- 2 Allgemeine Eigenschaften.- 3 Mauermörtel.- 3.1 Arten, Einteilung und Zusammensetzung.- 3.2 Anforderungen.- 3.3 Eigenschaften der Mörtel nach DIN 1053 Teil 1.- 3.3.1 Normalmörtel.- 3.3.2 Andere Mörtelarten.- 3.4 Besondere Mauermörtel.- 3.5 Werkmörtel.- 4. Einpreßmörtel.- 4.1 Einpreßmörtel für Spannkanäle.- 4.1.1 Zusammensetzung und Eigenschaften.- 4.1.2 Einpressen.- 4.1.3 Prüfung.- 4.2 Zementinjektionen.- 4.3 Vergußmörtel.- 5 Estrichmörtel.- 5.1 Zementestriche.- 5.2 Hartstoffestriche.- 5.3 Anhydritestriche.- 5.4 Magnesiaestriche.- 6 Fertigteile aus Mörtel.- E Mauerwerk.- 1 Einleitung.- 2 Ausgangsstoffe.- 2.1 Mauermörtel.- 2.2 Mauersteine.- 3 Aufgaben.- 4 Eigenschaften.- 4.1 Druckfestigkeit.- 4.1.1 Spannungsverteilung im Mauerwerk.- 4.1.2 Einfluß der Baustoffe nach der Vermauerung.- 4.1.3 Zulässige Spannungen.- 4.2 Verformungsverhalten.- 4.2.1 Spannungs-Dehnungs-Linie.- 4.2.2 Elastizitätsmodul.- 4.2.3 Andere Formänderungen.- 4.2.4 Folgen von Formänderungen.- 4.2.5 Beurteilung der Rißsicherheit.- 4.2.5.1 Formänderungen überwiegend in vertikaler Richtung.- 4.2.5.2 Formänderungen überwiegend in horizontaler Richtung.- 4.2.6 Maßnahmen zur Verhinderung von Rissen.- 4.3 Verhalten gegenüber Feuchtigkeit.- 5 Bewehrtes Mauerwerk.- Literatur.- 1 Bücher.- 2 Andere Veröffentlichungen.- Technische Regelwerke.- 1 Normen.- 2 Richtlinien und Merkblätter.- Stichwortverzeichnis.

O autorze

o. Prof. em. Dr.-Ing. Karlhans Wesche war von 1961 bis 1985 ordentlicher Professor für Baustoffkunde und Direktor des Instituts für Bauforschung der RWTH Aachen. Er war Gutachter im baustofflichen Bereich im Zusammenhang mit Bauphysik und Baukonstruktion und arbeitete in zahlreichen nationalen und internationalen Ausschüssen auf den Gebieten Bindemittel, Zusatzstoffe, Zusatzmittel, Normalbeton, Leichtbeton, Gasbeton, Mauerwerk, Betonstahl, Kunststoffe und Materialprüfung mit. Seit 1985 ist er am Forschungs- und Entwicklungsprojekt "Erhaltung von Kulturdenkmälern aus Naturstein" beteiligt. Von 1991 bis 1992 war er Gründungsdirektor der Materialforschungs- und -prüfanstalt Weimar.

Blurb

Als wichtigster nichtmettalisch-anorganischer Baustoff wird Beton in Band 2 dieses vierbändigen Werkes am ausführlichsten behandelt. Gegenüber fast allen anderen Baustoffen hat er den Vorteil, daß er fast unbegrenzt eingesetzt und gestaltet und vom Verwender selbst seinen Anforderungen ensprechend hergestellt werden kann. Die Herstellung in einem Betonwerk bzw. die Herstellung oder die Verarbeitung auf der Baustelle, meist im Verantwortungsbereich eines Bauingenieurs, bedarf jedoch besonderer Kenntnisse der Betoneigenschaften, ihrer Beeinflussung und ihrer Wirkung. In den ersten drei Kapiteln werden die Ausgangsstoffe (Bindemittel, Zuschlag und Zusätze) behandelt. Die verschiedenen Anwendungsformen werden in den Kapiteln Frischbeton, Festbeton und Leichtbeton beschrieben. Im Stahlbetonbau sind in den letzten Jahrzehnten in größerem Umfang Mängel aufgetreten, ein eigenes Kapitel wird deshalb der Dauerhaftigkeit gewidmet.
Der Abschnitt Mörtel leitet zum zweiten wichtigen nichtmetallisch-anorganishen Stoff, dem Mauerwerk, über, der durch die umfangreiche Forschung über Festigkeits- und Verformungseigenschaften inzwischen zu einem ingenieurmäßig behandelten Baustoff geworden ist.
Das Gesamtwerk "Baustoffe für tragende Bauteile" besteht aus folgenden, thematisch jeweils abgeschlossenen Bänden:
Band 1: Grundlagen (Baustoffkenngrößen, Meß- und Prüftechnik, Statistik und Qualitätssicherung)
Band 2: Beton, Mauerwerk (nichtmetallische-anorganische Stoffe)
Band 3: Stahl, Aluminium (metallische Stoffe)
Band 4: Holz und Kunststoffe (organische Stoffe)