Optimierung der Packungsdichte und Bestimmung der minimal erforderlichen Wasserfilmdicke zur Herstellung von Ultra-Hochleistungsbeton

Abstract

In der Literatur wird erwähnt, dass die auf Fuller und Thompson basierenden Mischungsberechnungen zur Bestimmung der optimalen Sieblinie für Hochleistungsbetone wie z.B. Ultrahochfesten Beton nicht mehr ausreichen, da diese Betone höhere Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Dauerhaftigkeit, und Verarbeitbarkeit erfüllen müssen, und die entsprechend höheren Anforderungen an die Ausgangsstoffe wie z.B.<br />Kornform, Agglomeration der Feinstoffe und Zusammensetzung der Feinstoffe < 0,125 mm in der Berechnung nicht berücksichtigt werden. Ziel dieser Arbeit war unter anderem einen Vergleich anzustellen zwischen einem UHPC basierend auf diesen Mischungsberechnungen und einem UHPC, bei dem sämtliche im Zuge der Literaturrecherche gefundenen Angaben zur Herstellung von UHPC umgesetzt wurden. Dazu wurde ein computergestütztes Rechenmodell entwickelt. Zur Bestimmung der optimalen Packungsdichte wurde das Modell von Schwanda verwendet. Um die granulometrischen Kennwerte wie z.B. die Kornform, die Oberflächenrauigkeit oder die Haftkräfte der Ausgangsstoffe zu berücksichtigen, wurden die Erkenntnisse von Reschke angewandt, und das Rechenmodell von Schwanda erweitert. Nach der sorgfältigen Auswahl der Ausgangsstoffe entsprechend den Kriterien der Literatur, wurden granulometrische Kennwerte wie z.B. die Korngrößenverteilung und die Kornform über Näherungsverfahren basierend auf den Herstellerangaben erweitert. Nach der Bestimmung der optimalen Mischungszusammensetzung der trockenen Komponenten wurde versucht, den minimal erforderlichen Wassergehalt und den minimal erforderlichen Fließmittelgehalt zu bestimmen. Ziel war es für diese Ausgangsstoffe unabhängig vom Mischungsverhältnis einen Grenzwert der Wasserfilmdicke zu definieren, bis zu dem der Wassergehalt minimiert werden kann. Nach verschiedenen Versuchen wurde ein Grenzwert der Wasserfilmdicke von 0,105 µm gewählt. Zusätzlich zur Berechnung der Wasserfilmdicke wurde versucht mit diesem Rechenmodell den erforderlichen Fließmittelanteil einer Mischung ohne aufwendige empirische Ermittlungen bestimmen zu können.