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Baustoff Beton Quellen: - Baustoff Beton - Planung, Ausführung, Beispiele; Edition Detail 2005 - Fachkunde Bau, Bautechnik; Verlag Europa-Lehrmittel; Haan-Gruiten.

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1 Baustoff Beton Quellen: - Baustoff Beton - Planung, Ausführung, Beispiele; Edition Detail Fachkunde Bau, Bautechnik; Verlag Europa-Lehrmittel; Haan-Gruiten Fachkunde für Bauberufe; Verlag Europa-Lehrmittel; Wuppertal 1979

2 Beton - Statiker und Architekten verstehen darunter den erhärteten Beton (Festbeton) - für die Bauleute sind besonders die Eigenschaften des frischen, verarbeitungsfähigen Betons von Interesse (Frischbeton) - Beton ist ein auf der Baustelle formbarer künstlicher Baustein, der in einer Schalung zu seiner Form aushärtet Beton ist ein Dreistoffgemisch (heute Fünf- oder Mehrstoffgemisch) - Wasser - Zement (Bindemittel) - Zuschlag (Gesteinskörnungsanteil, früher mit Schlägel zugeschlagen und Sand) - Zusatzstoffe - Zusatzmittel

3 - Zementleim: Gewichtsanteile 2/3 Zement und 1/3 Wasser; soll Zuschlag ganz umschließen; erhärtet innerhalb Stunden - Rohdichte des Betons: 2300 – 2500 kg/m³; 1200 kg/m³ bei Verwendung von Blähton oder Blähglas - Zusatzstoffe: Gesteinsmehl, Farbpigmente, Steinkohlenflugaschen (Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften), Silicastaub (Ausfüllen von Partikelzwischenräumen bei hochfestem Beton) - Zusatzmittel: hochwirksame chemische Stoffe (Verflüssigung, Erstarrungsverzögerung und Erstarrungsbeschleunigung, Stabilisierer gegen Entmischung, Luftporenbildner zur Erhöhung des Frostwiderstandes) Betonbestandteile

4 Erhärten des Betons Bei der Hydratation entsteht Wärme. Dies kann bei massigen Bauteilen (Staudämme...) zu Spannungen und daraus folgender Rissbildung führen. Fortschreitende Bildung der Kristallnadeln

5 Die Zementerhärtung (Hydratation) ist ein sehr komplexer Vorgang

6 Anmerkung Bei der hydraulischen Erhärtung reagieren Calciumsilikate mit Wasser. (Verbindungen von Ca, Si und O, die bei der Sinterung im Drehofen unter hoher Temperatur (1450 °C) entstehen. Calciumsilikate entstehen auch in Vulkanschloten.)

7 Das Brennen und Verarbeiten von Kalk drückt sich etwas einfacher aus. Jedoch: - Kalkmörtel härten nicht unter Wasser aus (nicht hydraulisch) - Kalkmörtel sind nicht lösungsbeständig in Wasser (vgl. Tropfstein) Fortschreitende Carbonatisierung spielt bei der Alterung des Betons eine Rolle. Durch Einwirkung von CO2 verliert der Beton auch in tieferen Schichten seine basische (rosthemmende) Eigenschaft, so dass die Eiseneinlagen korrodieren.

8 Carbonatisierung mit chemischen Reaktionen (nur Luftkalke) Quelle: Fritz Scheidegger, Aus der Geschichte der Bautechnik, Basel 1994

9 Herstellen und Erhärten von Luftkalken Werden Mergel (bestehend aus Kalk und Ton) bei hoher Temperatur (etwa 1400 °C) gebrannt, entstehen hydraulische Kalke, die auch unter Wasser erhärten und beständig sind. Beim Abbinden entstehen wasserunlösliche Verbindungen (CaSiO3 u. a. ). Früher wurde dieser Effekt durch Zugabe von Puzzolanen (vulkanische Aschen) erzielt.

10 Belastbarkeit des Betons nach Einbau Druckfestigkeit in erhärtetem Zustand: 10 – 60 N/mm² bei Normalbeton bis 115 N/mm² bei hochfestem Beton zum Vergleich: Kalkstein 20 – 180 N/mm²; Basalt 250 – 400 N/mm²

11 Schalungsbau 1 Fundamentschalung 2 Wandschalung 3 Deckenschalung 1 2 3

12

13 Schalungsbau - Brückenpfeiler

14 Verlorene Schalung – Oberstufenbau des Oken-Gymnasiums

15 Einbringen des Betons - Krankübel (links) - Verteilen und Verdichten (l. unten) - richtige Fallhöhe wegen Entmischung (rechts)

16 Unfälle beim Bauen mit Beton Versagen der Schalung Die derzeit noch in Nutzung befindliche Union-Brücke in Offenburg wurde so auch zweimal gebaut (Bild aus dem Jahr 1956). am Regen

17 Beton mit Eiseneinlage (früher: Stahlbeton) Baustoff Beton: - hohe Druckbelastbarkeit - nicht zugbelastbar Baustoff Stahl: nimmt große Zugkräfte auf

18 Erfindung des Eisenbetons - Joseph Louis Lambot verwendet 1848 eisenbewehrten Beton beim Bau eines Bootes - Der Gärtner Joseph Monier entwickelt ab 1847 sein Verfahren zur Herstellung eisenbewehrter Blumenkübel, 1867 lässt er seinen Eisenbeton patentieren Erste Eisenbetonbrücke von Monier im Schlosspark des Marquis de Tillière bei Chazelet. Erbaut 1875, Spannweite 15,50 m.

19 Einbau der Armierung Fundamentbewehrung der Unstruttalbrücke (schlaffe Bewehrung, mit Anschlüssen an Pfähle) Spannglieder der Talbrücke Zahme Gera

20 Schäden am Bau.....schlaffe Bewehrung ganz schlaff Rostsprengung bei zu geringer Eisenüberdeckung Tausalz und Frost tun ein Übriges

21 Fehlende Eiseneinlage Artikel aus OT vom

22 Artikel aus OT vom Übrigens: In einem Sack Zement alter Norm (50 kg) steckt die Energie von ungefähr 4 l Rohöl (wobei bei der Zementherstellung aber viele sogenannte Sekundärbrennstoffe wie z. B. Altreifen usw. zum Einsatz kommen) Aktuelles Forschungsprojekt


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