Hochleistungsmischer für mineralische Baustoffe
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Thema I: „Verbesserung der mechanischen und chemischen Widerstandsfähigkeit von Betonen mit alternativen Zusatzstoffen“. Die Verwendung von neuen Zusatzstoff- und Zusatzmittelkombinationen erfordert für einen möglichst vollständigen Aufschluss und eine bestmögliche Aktivierung der Zusätze im Zusammenspiel mit den Bindemittelkomponenten eine hohe Mischenergie bei der Herstellung von Hochleistungsbetonen. Dieser variable Eintrag von Mischenergie lässt sich mit den Intensiv- bzw. Labormischern sehr zielgerichtet umsetzen (R02-VAC und R08-VAC). Thema II: „Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit von nationalen und europäischen Instandsetzungsmörteln“ und „Untersuchungen zu Anforderungen an die Dauerhaftigkeit von R4-Produkten nach EN 1504-3“. Durch variable Einstellung der Mischwerkzeuge (Wirbler und Topf) wird eine gute Reproduzierbarkeit der in die Ausgangskomponenten eingetragen Mischenergie ermöglicht. Somit können konstante Misch- und Reaktionsbedingungen geschaffen werden (R02-VAC). Thema III: „Entwicklung eines hochleistungsfähigen Vortriebsrohres mit sphärischer Fuge unter Verwendung von Alumosilikaten“. Für die Herstellung von hochleistungsfähigen Betonvortriebsrohren mit besonders hohen Anforderungen an die Festigkeit und die Chemikalienbeständigkeit wurden reaktive Zusatzstoffe (z. B.: Alumosilikate, Microsilica) mit neu entwickelten Fließmitteln kombiniert. Da für die baupraktische Umsetzung in geeigneten Betonwerken Eirichmischer für die Herstellung dieser Betone eingesetzt werden, mussten auch die entsprechenden Betonentwicklungen mit derartigen Mischern ausgeführt werden, da sonst eine Übertragung der Laborergebnisse in die Baupraxis nicht sinnvoll durchführbar wäre (R08-VAC). Thema IV: „Optimierung der Frischbetoneigenschaften von Hochleistungsbetonen durch die Variation neu entwickelter Fließmittel“. Zur Sicherstellung von geeigneten Fließeigenschaften und ausreichenden Verarbeitungszeiten wurden die unter „Thema III“ aufgeführten Betone durch den Einsatz von neu entwickelten Fließmitteln namhafter Zusatzmittelhersteller hinsichtlich ihrer Frischbetoneigenschaften optimiert. Das Ausschöpfen des Potentials der verwendeten Fließmittel und die reproduzierbare Vergleichbarkeit bezüglich der durch die Hochleistungsmischer eingetragenen Mischenergie, ermöglichte die gezielte Auswahl der eingesetzten Zusatzmittel im Hinblick auf die geforderten Verarbeitungseigenschaften der Hochleistungsbetone (R02-VAC und R08-VAC). Thema V: „Klebverbindungen für Platten- und Scheibenbauteile aus hochfestem Beton“. Bei dem Forschungsprojekt kamen zementgebundene Hochleistungsklebstoffe zum Einsatz. Zum einen wurde der „Eirich-Mischer“ (R02-VAC) bei der Herstellung der Klebstoffe eingesetzt. Hiermit konnte die für das Verkleben notwendige Konsistenz bei gleichzeitig geringem Wasserzementwert erreicht werden. Zum anderen galt es ein zweiaxiales Bruchkriterium für die Klebfuge zu entwickeln. Dazu wurden neben einaxialen Zugversuchen umfangreiche Schub-Druck- sowie Schub-Zugversuche mit verschiedenen Verhältnissen der Normal- und Schubspannungen durchgeführt. Zur Herstellung der Probekörper sollten Hochleistungsbetone mit möglichst hohen Festigkeitseigenschaften eingesetzt werden um die Klebfuge maximalen Beanspruchungen aussetzen zu können. Beim Anmischen diese Betons kam der Mischer mit 50 l Fassungsvermögen (R08-VAC) zum Einsatz. Hierdurch konnten hohe Mikrostahlfasergehalte bei gleichzeitig geringen Luftporengehalten realisiert werden. Thema VI: Bemessung und Konstruktion von selbstaufschwimmenden Hochwassersperren in Beton- Sandwichbauweise: „Selbstaufschwimmende Hochwassersperren“. Mit dem Projekt sollten konkrete Lösungen zum Hochwasserschutz von Gebäuden durch selbsttätige Hochwassersperren aufgezeigt werden. Solche Barrieren können an Gebäudeeingängen, Lichtschächten, Einfahrten von Tiefgaragen etc. eingesetzt werden. Auch die Schaffung von innerstädtischem, temporären Stauraum auf Straßen und Plätzen zur Rückhaltung von Wasser aus lokalen Starkregenereignissen stellt eine Herausforderung dar, für die im Rahmen dieses Projektes Lösungen angeboten werden sollten. Im Rahmen des Projekts wurden Sandwichelemente mit Polystyrol-Kern und Deckschichten aus ultrahochfestem Beton (UHPC), welcher mit dem Hochleistungsmischer hergestellt wird, bei einer Aufstau-Höhe bis zu 100 cm für alle in Frage kommenden Einwirkungen einschließlich Befahrbarkeit getestet. Zu den Entwicklungszielen zählen vor allem Systemzuverlässigkeit, Robustheit und Dauerhaftigkeit. Thema VII: “Stochastic modeling of the microstructure of fiber-reinforced concrete based on 3D image analysis” Im Rahmen des Projekts sollten anhand der Computer Tomografie die Korrelation zwischen der Faserverteilung/Faserorientierung und der Streuung des Vor- und Nachrissbiegeverhaltens im ultrahochfesten faserverstärkten Beton (UHPFRC) untersucht werden. Diese Korrelation wird unter dem Einfluss der Probenabmessung auf die Faserverteilung/-orientierung untersucht. Der Mischer kommt hier bei der Optimierung und Herstellung der UHPFRC zum Einsatz. Darüber hinaus wurden die Hochleistungsmischer in weiteren Forschungsvorhaben parallel zur konventionellen Mischtechnik vergleichend eingesetzt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Experimental investigations on a finger joint for structural elements of high performance concrete, in: Proceedings of the 10th fib International PhD Symposium in Civil Engineering, Bastien, J.; Rouleau, N., et al. (Hrsg.), Quebec, Université of Laval, 2014, S. 315-320
Oster, S.; Kohlmeyer, C.
- Kleben von Bauteilen aus Feinkornbeton, in: 59. BetonTage Neu-Ulm, Tagungsband, S. 147-149. 2015, BFT 2015
Kohlmeyer, C.; Oster, S.
- Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit von nationalen und europäischen Instandsetzungsmörteln, in: Schriftreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Heft 613, Beuth-Verlag. 2015
Breit, W.; Schulze, J.; Schwab, D.
- A new approach for calculating the internal forces, moments and deflections of sandwich panels with reinforced concrete facings, Structural Concrete 17 (2016), No. 2, p. 152-161
Müller, F.; Kohlmeyer, C.; Schnell, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/suco.201500104) - Klebverbindungen für Platten- und Scheibenbauteile aus hochfestem Beton, in: Leicht Bauen mit Beton, Forschung im Schwerpunktprogramm 1542 – Berichtsband Förderphase1, TU Dresden, S. 140 – 151. 2016 Berichtsband SPP 1542
Kohlmeyer, C.; Oster, S.
- Die Keilverzinkung als Fügetechnik im Stahlbetonbau, in: Tagungsband 58. DAfStb- Forschungskolloquium, 20./21. September 2017, Breit, w. et. Al. (Hrsg.), Kaiserslautern, S. 22-33
Oster, S.; Kohlmeyer, C.
