Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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Panel 3
Elegant footbridge of textile-reinforced concrete
– Concrete-technological concept
Elegante Fußgängerbrücke aus textilbewehrtem Beton
– Betontechnologisches Konzept
Autoren
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber,
RWTH Aachen
brameshuber@
ibac.rwth-aachen.de
Geb. 1956; 1988 Studium
des Bauingenieurwesens und
Promotion in Karlsruhe; bis
1991 Ingenieurbüro BUNG
Heidelberg; bis 1998 Leiter des
Zentralen Baustoffl abors von
Bilfi nger Berger, Manheim; seit
1999 Leiter des Lehrstuhls für
Baustoff kunde des Instituts
für Bauforschung der RWTH
Aachen.
Dipl.-Ing. Marcus Hinzen,
Institut für Bauforschung,
RWTH Aachen
hinzen@ibac.rwth-aachen.de
1998–2004 Studium des
Bauingenieurwesens an der
RWTH Aachen und am Imperial
College London; seit 2005
wiss. Mitarbeiter am Institut
für Bauforschung der RWTH
Aachen; seit 2008 Arbeitsgruppenleiter
der Arbeitsgruppe
„Beton“ am Institut für Bauforschung.
Fine grained concretes for textile reinforced
concrete
The concretes used for textile-concrete members have to
meet special requirements with regard to the production
process and the mechanical properties. As a rule, a small
maximum grain size of max. 4 mm is used and the mix
design adjusted to a highly fl owable consistency with the
aid of superplasticizers to ensure a good penetration of
the textiles. To reduce the alkalinity of the concrete and to
improve the contact zone between matrix and textile, puzzolanic
additives, e.g. fl y ash and silica fume, are used.
Since the above-mentioned requirements frequently contradict
each other, the composition of the fi ne grainedconcrete
is usually a compromise between the requirements
made on the fresh concrete, the mechanical properties,
the durability and also the economical aspects for an industrial
production of textile concrete members.
These fi ne grained concretes, owing to their composition,
are currently not covered by existing standards. The
small size of the maximum particle falls below the minimum
size of 8 mm specifi ed in DIN 1045-2:2008-08 [1].
An excessively high powder content and the highly fl owable
consistency can also deviate from the specifi cations in
the standards. This is the reason why construction projects
processed with textile reinforced concrete are currently
still implemented based on individual approvals.
Concrete-technological requirements
made on the textile reinforced concrete bridge in
Lautlingen
The client had specifi ed the following requirements for
the textile reinforced concrete bridge in Lautlingen: the
compressive strength class would have to be at least
C 55/67. In addition, a high freeze-thaw/de-icing salt resistance
had to be achieved for exposure class XF4. Furthermore,
a high abrasion resistance had to be achieved,
as the bridge is regularly cleared by a snow removal vehicle.
To ensure a good penetration of the reinforcing textiles,
the maximum grain size of the aggregates was limited
to 4 mm. At the same time, the fresh concrete was to
be adjusted in such a way that a suffi ciently high processing
time and a fl owability as high as possible would be
achieved, together with a high stability to vibration. Entrapped
air on the surface of the concrete members was to
be avoided. A surface of light color was to be aimed for. In
Initial constituents Unit Content
Cement content
450
Fly ash 100
Metakaolin 31,5
Watercontent kg/m³ 213,8
Aggregates 0 – 4 mm 1457.4
Powder content 581.5
Micro hollow spheres 3.0
Eq. w/c ratio
Table 1 Composition of the concrete.
– 0.41
| Proceedings 54 th BetonTage
Feinbetone für Textilbeton
Betone, die für Textilbetonbauteile verwendet werden, müssen
besonderen Ansprüchen im Hinblick auf den Produktionsprozess
und die mechanischen Eigenschaften genügen.
In der Regel wird ein kleines Größtkorn von max. 4 mm verwendet
und eine sehr fl ießfähige Konsistenz mithilfe von
Hochleistungsfl ießmitteln eingestellt, um eine gute Penetration
der Textilien zu gewährleisten. Zur Reduzierung der
Alkalität des Betons und zur Verbesserung der Kontaktzone
zwischen Matrix und Textil werden puzzolanische Zusatzstoff
e wie Flugasche und Silikastaub verwendet. Da sich die
genannten Anforderungen häufi g widersprechen, stellt die
Zusammensetzung des Feinbetons meist einen Kompromiss
zwischen den Ansprüchen an den Frischbeton, den
mechanischen Eigenschaften, der Dauerhaftigkeit und auch
den ökonomischen Aspekten für eine industrielle Produktion
von Textilbetonbauteilen dar.
Diese Feinbetone werden aufgrund ihrer Zusammensetzung
derzeit nicht durch bestehende Regelwerke abgedeckt.
Das geringe Größtkorn unterschreitet die in der DIN 1045-
2:2008-08 [1] angegebene Mindestgröße von 8 mm. Weiterhin
können ein zu hoher Mehlkorngehalt und die fl ießfähige
Konsistenz von den Angaben in den Normen abweichen. Aus
diesem Grund werden Bauvorhaben mit Textilbeton derzeit
noch über eine Zustimmung im Einzelfall umgesetzt.
Betontechnologische Anforderungen
der Textilbetonbrücke in Lautlingen
Für die Textilbetonbrücke in Lautlingen wurden vom Auftraggeber
die folgenden Anforderungen an den Beton festgelegt:
Die Druckfestigkeitsklasse musste mindestens C 55/67 betragen.
Weiterhin musste eine hohe Frost-Tausalz-Beständigkeit
für die Expositionsklasse XF4 erreicht werden. Zusätzlich war
aufgrund der regelmäßigen Befahrung mit einem Schneeräumfahrzeug
ein hoher Abriebwiderstand nachzuweisen.
Um eine gute Durchdringung der Bewehrungstextilien sicherzustellen,
wurde das Größtkorn der Gesteinskörnung
auf 4 mm begrenzt. Gleichzeitig war der Frischbeton so einzustellen,
dass eine ausreichende Verarbeitungsdauer und
eine möglichst hohe Fließfähigkeit, bei gleichzeitiger Rüttelstabilität
gewährleistet sind. Lufteinschlüsse an der Bauteiloberfl
äche sollten vermieden werden. Grundsätzlich war eine
möglichst helle Oberfl äche anzustreben. Aufgrund des erhöhten
Bindemittelgehaltes musste auch die Hydratationswärmeentwicklung
betrachtet werden.
Ausgangsstoff e Einheit Gehalt
Zementgehalt
450
Flugasche 100
Metakaolin 31,5
Wassergehalt kg/m³ 213,8
Gesteinskörnung 0–4 mm 1457,4
Mehlkorngehalt 581,5
Mikrohohlkugeln 3,0
Äquiv. w/z-Wert – 0,41
Tabelle 1 Zusammensetzung des Betons.
BFT 02/2010