Experimentelle Untersuchungen zum Einsatz von Kalksteinmehl als Quarzmehl-Substitut in UHPC

Abstract

Die Zielsetzung dieser Arbeit ist, den Einsatz von Kalksteinmehl in Ultra High Performance Concrete zu untersuchen, um das Quarzmehl im UHPC zu ersetzen. Weiters soll die Reduktion von Mikrosilica in der UHPC-Rezeptur mit Hilfe des Kalksteinmehls überprüft werden. Die wesentlichsten Charakteristika, die UHPC beschreiben, sind seine Festigkeitseigenschaften, hierbei ist insbesondere die Druckfestigkeit hervorzuheben. Die Verarbeitung von UHPC ist aufgrund des niedrigen W/B- bzw. W/Z-Wertes kritisch. Somit sind die Frischbetoneigenschaften von UHPC, wie etwa Verarbeitbarkeit und Konsistenz, ebenfalls von großer Bedeutung. Insgesamt sind fünf Versuchsreihen mit je drei bis fünf verschiedenen Mischungszusammensetzungen untersucht worden. Die Versuchsreihen 1.1 und 1.2 dienten der Vorauswahl des Zements und der Herstellung des Referenz-UHPC. Durch die Versuchsreihe 2 wurde eine Vorauswahl des Kalkstein- und Quarzmehls vorgenommen. Anschließend wurde durch die Versuchsreihen 3 und 4 die Mischung optimiert. Der Gehalt an Mikrosilica ist im Vergleich zur UHPC-Basis-Mischung weiter reduziert worden. Quarzmehl ist in UHPC-Rezepturen durchaus durch Kalksteinmehl ersetzbar, dies bestätigen die durchgeführten Untersuchungen. Die Verarbeitung und Konsistenz des UHPC wird teilweise deutlich verbessert ohne großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des UHPC zu nehmen. Der Einsatz von Kalksteinmehl in UHPC ermöglicht eine Reduktion von Silikatstaub mit positiven Einflüssen auf die Anfangsfestigkeiten.

The objective of this work is to investigate the use of limestone flour in Ultra High Performance Concrete to replace quartz flour in UHPC. Furthermore, the reduction of microsilica in the UHPC formulation will be investigated with the help of limestone flour. The most important characteristics described by UHPC are its strength properties, in particular its compressive strength. The processing of UHPC is critical due to the low water-cement ratio. Therefore, the fresh concrete properties of UHPC, such as workability and consistency, are as well of great importance. A total of five test series, each with three to five different compound compositions, were investigated. The test series 1.1 and 1.2 were used to preselect the cement and manufacture the reference UHPC. The limestone and quartz flour were preselected in test series 2. The mixture was then optimized in test series 3 and 4. The microsilica content has been further reduced compared to the UHPC basic mixture. Quartz flour can be replaced by limestone flour in UHPC formulations, as confirmed by the investigations carried out. The processing and consistency of the UHPC is improved significantly in some cases without having a major influence on the mechanical properties of the UHPC. The use of limestone flour in UHPC enables a reduction of silicate dust with positive influences on the initial strengths.