Otto Graf

Formänderungen des Betons bei Biegebelastung und Zugbelastung

Zunachst sei auf die allgemeinen Bemerkungen unter 15.1 verwiesen. Fur den Einflus des Wasserzementwerts sind die Ausfuhrungen unter 15.3 masgebend.

Aufbau von Mörtel und Beton, insbesondere im Hinblick auf die Druckfestigkeit

Wer entscheiden will, wie Mortel und Beton zweckmasig zusammengesetzt werden, mus zunachst feststellen, welche Eigenschaften im gegebenen Fall notig sind, sodann ob und wie diese Eigenschaften zu erreichen sind. Bei diesen technischen Erwagungen sind auch die wirtschaftlichen Bedingungen nicht zu vergessen; es ist jeweils zu untersuchen, welche der moglichen Losungen technisch und wirtschaftlich in erster Linie in Betracht kommt.

Widerstand des Mörtels und Betons gegen chemische Angriffe

Wenn Mortel und Beton eine hohe Widerstandsfahigkeit gegen chemische Angriffe aufweisen sollen, sind die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Zemente und der Zuschlagstoffe, der Zementgehalt, die Kornzusammen-Setzung, Rohwichte, Dichte und Kapillaritat des Betons sowie die Verarbeitbar-keit und Nachbehandlung des Betons zu beachten. Auserdem mus bekannt sein, wie die angreifenden Flussigkeiten zusammengesetzt sind und ob sie sich erneuern konnen. Die wichtigsten Erkenntnisse uber den Schutz des Betons sind in DIN 4030 — Beton in betonschadlichen Wassern und Boden — zusammengestellt. Die Zahl der Agenzien, die den Zement und gewisse Zuschlagstoffe angreifen, ist gros, jedoch auf verhaltnismasig wenige Grundstoffe beschrankt. Das, was den Chemiker und den Forschungsingenieur interessiert, ist an anderer Stelle ausfuhrlich behandelt1. Es sollen hier nur einige wichtige Gesichtspunkte wiedergegeben werden, denn der Bauingenieur mus wissen, ob erhebliche Angriffe zu erwarten sind, damit er die bautechnischen Masnahmen durchfuhren kann. Die Beurteilung der Verhaltnisse erfordert langjahrige Erfahrung. In vielen Fallen genugt die Herstellung eines hochwertigen Betons, in anderen Fallen, die allerdings selten sind, mus der Beton durch Abdichtung (mit bituminosen Massen, Metall, Ton usw.) gegen den Zutritt des Wassers geschutzt werden2.

Die Entwicklung der Erkenntnisse über den Aufbau des Zementmörtels und des Betons

Wenn Beton mit bestimmten Eigenschaften hergestellt werden soll, so sind zunachst die Zementeigenschaften und der Zementgehalt des Betons zu beachten. Es ist deshalb verstandlich, das der Fortschritt im Betonbau zuerst in der Entwicklung der Zemente gesucht und auch erreicht wurde, und zwar durch Steigerung der Festigkeit, durch Schaffung verschiedener Sorten und durch Verminderung der Ungleichmasigkeit der Zemente gleicher Herkunft. Abb. 1 gibt dazu einen Ausschnitt aus der Entwicklung der Normendruckfestigkeit des normalen Portlandzements (jetzt PZ 275) wahrend der Jahre 1909 bis 1938 und 1948 bis 1956. Im erstgenannten Zeitabschnitt wurden die Normenfestigkeiten mit erdfeuchtem Prufmortel, im zweiten Zeitabschnitt nach DIN 1164, Ausgabe 1942, mit weichem Prufmortel ermittelt. Die Stufe der Festigkeiten zwischen den beiden Abschnitten ist durch das Prufverfahren bedingt. Seit 1948 hat die Festigkeit der Zemente weiter zugenommen.

Zugfestigkeit des Betons

Uber die ersten Versuche mit Korpern nach Abb. 338, hergestellt mit 2 Zementen, ist von Bach3 berichtet worden. Die aus Stampfbeton gefertigten, feucht gelagerten Korper lieferten im Alter von rd. 8 Monaten eine Zugfestigkeit von 13,0 und 12,6 kg/cm2, wobei die Einzelwerte zwischen 11,8 und 13,8 kg/cm2 lagen.

Prüfung von Beton und seiner Ausgangsstoffe

In diesem Abschnitt soll auf Prufungen hingewiesen werden, mit denen der Beton und die Eignung seiner Ausgangsstoffe beurteilt werden konnen. Dazu gehoren z. B. Raumbestandigkeits- und Erstarrungsprufung der Zemente, Siebversuche mit den Zuschlagstoffen, Steifeprufungen des Frischbetons, Harteprufungen am Bauwerk. Solche Prufungen mussen dem ausfuhrenden Ingenieur bekannt sein. Sie konnen meist auf ieder Baustelle durchgefuhrt werden.

Sondermörtel und weitere Sonderbetone

In den folgenden Abschnitten werden Eigenschaften einiger Sondermortel und Sonderbetone besprochen, soweit sie nicht in besonderen Abschnitten behandelt werden. Uber Mortel mit Kunststoffzusatzen s. unter 14.3, uber Pumpbeton und Transportbeton s. unter 9, uber Stampfbeton, Ruttelbeton, Schleuderbeton, Vakuumbeton u. a. s. unter 10, uber Leichtbeton s. unter 32, Beton aus Erdbaustoffen s. unter 33.

Eigenschaften der Zuschlagstoffe

In den Bestimmungen des Deutschen Ausschusses fur Stahlbeton wird allgemein verlangt, das die Zuschlagstoffe genugend fest und wetterbestandig sind und das sie keine Stoffe enthalten, die das Erharten des Betons hemmen, die Festigkeit mindern oder die Stahleinlagen angreifen konnen. Ferner soll die Kornzusammensetzung in gewissen Grenzen liegen, damit der Beton so dicht wird, das die Stahleinlagen nicht rosten und der Beton ausreichend wetterbestandig ist. Fur Bauteile, die im Betrieb hohen Temperaturen ausgesetzt sind, werden Zuschlagstoffe mit besonders kleiner Warmedehnung und Warmeleitfahigkeit gefordert. Besonders zu beachten ist DIN 4226 — Betonzuschlagstoffe aus naturlichen Vorkommen; Vorlaufige Richtlinien fur die Lieferung und Abnahme —.

Beton aus Erdbaustoffen

Im Gegensatz zu den ublichen Betonzuschlagstoffen bestehen die Erdbaustoffe nicht nur aus Kies und Sand, sondern auch aus Lehm (Gemisch aus Sand, Schluff und Ton) oder aus Schluff (Korngrose 0,06 bis 0,002 mm) und Ton (Korngrose < 0,002 mm). Fur das Zusammenwirken von Zement und Erdbaustoffen ist also zu beachten, das die Zementkorner zum Teil groser sind als die Ton- und Schluffteilchen. Die Erfahrungen zeigen, das es unter bestimmten Voraussetzungen moglich ist, aus mehr oder weniger bindigen Boden, wie z. B. Los (grobkorniger Schluff, entstanden durch Windablagerung), oder aus Lehm durch Vermengung mit Zement feste Schichten herzustellen. Diese Schichten sind fur den Unterbau von Strasen geeignet. Auserdem sind sie mindestens wahrend mehrerer Jahre fur Behelfsstrasen und fur die vorlaufige Befestigung von Flugplatzen brauchbar. Es ist auch moglich, Baukorper fur den Hochbau und fur andere Aufgaben aus Beton mit Erdbaustoffen herzustellen. Zeitweise fand der Lehmbau ein besonderes Interesse1. Bei der Verwendung fur den Unterbau von Strasen handelt es sich um Masnahmen zur Verbesserung des Untergrundes wie auch zur Herstellung von Unterbauschichten (Tragschichten)2. Fur erstere wird in Deutschland eine Biegezugfestigkeit von 10 kg/cm2 bzw. eine Druckfestigkeit von 50 bis 80 kg/cm2, fur letztere eine Biegezugfestigkeit von 25 kg/cm2 bzw. eine Druckfestigkeit von 80 bis 120 kg/cm2 fur erforderlich gehalten.

Scherfestigkeit des Betons

Hier handelt es sich um den Widerstand des Betons gegen Abscheren bei einer Belastung von Korpern nach Abb. 210. Es tritt eine Trennung des Korpers ein mit den scherenden Kanten von Stahlprismen, uber die die Belastung erfolgt. Dabei ist u. a. zu beachten, das im mittleren Teil der Probe Biegespannungen auftreten; bei niederen Proben entsteht deshalb zuerst ein Ris in der Zugzone des mittleren Probenteils. Bei sehr hohen Proben sind die Druckspannungen an den Lastflachen zu beachten.