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630 © 2007 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 102 (2007), Heft 9 Berichte DOI: 10.1002/best.200708205 Am Institut für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover wurden mit Hilfe von zwei Prüfschalungen neue betontechnologische Ansätze für ro- buste Sichtbetonzusammensetzungen entwickelt. Da das Verhalten dieser sehr weichen bis fließfähigen Frisch- betone von herkömmlichen Rüttel- betonen abweicht, wird ein Weg zur Umsetzung der neuen Sichtbeton- technologie in die Praxis vorgeschla- gen. Beim Betonieren einer rund 12 Meter hohen Sichtbetonwand beim Neubau eines Wissenschafts- zentrums im Kompetenzzentrum für nachwachsende Rohstoffe in Strau- bing ist ein erster Praxistest gelungen. Hierbei führten die Ansätze der neu- en Sichtbetontechnologie im Zusam- menspiel mit der Nutzung von Sicht- betonprüfschalungen sowie der Her- stellung von Erprobungsflächen zu einem guten Gesamtergebnis der un- ter schwierigen Betonierbedingungen erstellten Sichtbetonwand. 1 Einleitung Die Sichtbetonbauweise hat sich seit einigen Jahren zunehmend für reprä- sentative Massivbauten in Deutsch- land etabliert, z. B. für das Bundes- kanzleramt, das Mercedes-Benz Mu- seum und das Science Center. Häufi- ge Anforderungen an Bauwerke aus Sichtbeton sind u. a. glatte Beton- flächen, möglichst gleichmäßige Farbtönungen und scharfe Kanten bei zumeist ausgefallenen schlanken Bauteilgeometrien mit gleichzeitig hohen Bewehrungsgraden. Trotz zahlreicher positiver Erfah- rungen mit der Sichtbetonbauweise treten immer wieder unerwünschte und unvorhergesehene Effekte in der Praxis auf, die auf der Betonfläche sichtbar bleiben. Diese sind z. B. Marmorierungen, Wolkenbildungen, großflächige oder fleckenhafte Farb- tonunterschiede, sichtbare Schütt- lagen, Wasserläufer und Poren auf der Oberfläche [1]. Über die Vielzahl der Einflüsse auf die Sichtbetonquali- tät wird z. B. in [2] berichtet. Neben äußeren Randbedingungen sind die Einflüsse aus Schalhaut, Trennmittel und Frischbeton sowie deren Wechselwirkungen wesentlich für das Erscheinungsbild der Sichtbetonflä- chen. Für die Umsetzung der Sicht- betonbauweise stehen mit dem Merk- blatt Sichtbeton [3] Hinweise zu Pla- nung, Ausschreibung, Ausführung und Qualitätssicherung sowie Krite- rien zur Beurteilung der erreichten Qualität zur Verfügung. Am Institut für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover wur- den im Rahmen eines Forschungs- vorhabens [4] zwei Prüfschalungen entwickelt und innerhalb weiterer Forschungen erfolgreich für die Entwicklung robuster Sichtbeton- zusammensetzungen eingesetzt [5]. Die dabei verfolgten neuen beton- technologischen Ansätze sollen nun mit Hilfe der Prüfschalungen in die Praxis umgesetzt werden. Ein erster Praxistest ist beim Betonieren einer rund 12 Meter hohen Sichtbeton- wand beim Neubau eines Wissen- schaftszentrums im Kompetenzzen- trum für nachwachsende Rohstoffe in Straubing gelungen. 2 Sichtbetontechnologie Auf der Grundlage früherer Erfah- rungen mit Sichtbeton wird im Merk- blatt Sichtbeton [3] eine plastische bis weiche Frischbetonkonsistenz empfohlen. Für die heute geforderten schlanken, ausgefallen geformten Bauteile mit hohen Bewehrungs- graden muss die Frischbetonkonsis- tenz jedoch oftmals weicher gewählt werden. Durch die Entwicklungen im Bereich der Bauchemie ist es heute möglich, mit Hilfe von Fließmitteln nahezu unabhängig vom Wasser- zementwert Frischbetonkonsistenzen von weich bis sehr fließfähig ein- zustellen. Infolge dessen ist der klas- sische Betonentwurf nach Walz [6] unter Berücksichtigung empirischer Wasseranspruchskennwerte für Frischbeton für diese Konsistenzbe- reiche nicht mehr aussagefähig. Über die Konsistenz hinaus sind die Entmischungsstabilität und die Farbstabilität der Betonmischung weitere Einflussfaktoren auf die Gleichmäßigkeit der Betonoberflä- che. So wird beispielsweise im Merk- blatt Sichtbeton beschrieben, dass be- reits eine geringe Änderung des Was- serzementwertes zu deutlichen Farb- abweichungen in der Betonfläche führen kann [3]. Die Entmischungs- neigung des Frischbetons kann durch hohe Mehlkorngehalte sowie ausrei- chend hohe Leimgehalte im Beton vermindert werden. Durch entmischungsstabile Be- tonzusammensetzungen können Grautonabstufungen und Effekte wie Marmorierungen z. B. infolge von Schwankungen des Wassergehalts im Frischbeton reduziert werden. For- schungen zu robusten Sichtbetonzu- sammensetzungen [5] mit weicher bis fließfähiger Frischbetonkonsistenz führten unter anderem zu dem Ergeb- nis, dass Betonzusammensetzungen mit hohem Mehlkorngehalt, die zu- sätzlich noch Stabilisierer und Fließ- mittel enthalten, sich robust gegen- über Schalungsfehlstellen und Schwankungen des Wassergehalts er- weisen. Dieser Frischbeton weist eine hohe Viskosität und daher tendenziell Ludger Lohaus Karen Fischer Thomas Gläser Andreas Fuchs Neue Sichtbetontechnologie im Praxistest an einer 12 Meter hohen Wand

Neue Sichtbetontechnologie im Praxistest an einer 12 Meter hohen Wand

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630 © 2007 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 102 (2007), Heft 9

Berichte

DOI: 10.1002/best.200708205

Am Institut für Baustoffe der LeibnizUniversität Hannover wurden mitHilfe von zwei Prüfschalungen neuebetontechnologische Ansätze für ro-buste Sichtbetonzusammensetzungenentwickelt. Da das Verhalten diesersehr weichen bis fließfähigen Frisch-betone von herkömmlichen Rüttel-betonen abweicht, wird ein Weg zurUmsetzung der neuen Sichtbeton-technologie in die Praxis vorgeschla-gen. Beim Betonieren einer rund12 Meter hohen Sichtbetonwandbeim Neubau eines Wissenschafts-zentrums im Kompetenzzentrum fürnachwachsende Rohstoffe in Strau-bing ist ein erster Praxistest gelungen.Hierbei führten die Ansätze der neu-en Sichtbetontechnologie im Zusam-menspiel mit der Nutzung von Sicht-betonprüfschalungen sowie der Her-stellung von Erprobungsflächen zueinem guten Gesamtergebnis der un-ter schwierigen Betonierbedingungenerstellten Sichtbetonwand.

1 Einleitung

Die Sichtbetonbauweise hat sich seiteinigen Jahren zunehmend für reprä-sentative Massivbauten in Deutsch-land etabliert, z. B. für das Bundes-kanzleramt, das Mercedes-Benz Mu-seum und das Science Center. Häufi-ge Anforderungen an Bauwerke ausSichtbeton sind u. a. glatte Beton-flächen, möglichst gleichmäßigeFarbtönungen und scharfe Kantenbei zumeist ausgefallenen schlankenBauteilgeometrien mit gleichzeitighohen Bewehrungsgraden.

Trotz zahlreicher positiver Erfah-rungen mit der Sichtbetonbauweisetreten immer wieder unerwünschteund unvorhergesehene Effekte in derPraxis auf, die auf der Betonflächesichtbar bleiben. Diese sind z. B.

Marmorierungen, Wolkenbildungen,großflächige oder fleckenhafte Farb-tonunterschiede, sichtbare Schütt-lagen, Wasserläufer und Poren aufder Oberfläche [1]. Über die Vielzahlder Einflüsse auf die Sichtbetonquali-tät wird z. B. in [2] berichtet. Nebenäußeren Randbedingungen sind dieEinflüsse aus Schalhaut, Trennmittelund Frischbeton sowie derenWechselwirkungen wesentlich für dasErscheinungsbild der Sichtbetonflä-chen. Für die Umsetzung der Sicht-betonbauweise stehen mit dem Merk-blatt Sichtbeton [3] Hinweise zu Pla-nung, Ausschreibung, Ausführungund Qualitätssicherung sowie Krite-rien zur Beurteilung der erreichtenQualität zur Verfügung.

Am Institut für Baustoffe derLeibniz Universität Hannover wur-den im Rahmen eines Forschungs-vorhabens [4] zwei Prüfschalungenentwickelt und innerhalb weitererForschungen erfolgreich für dieEntwicklung robuster Sichtbeton-zusammensetzungen eingesetzt [5].Die dabei verfolgten neuen beton-technologischen Ansätze sollen nunmit Hilfe der Prüfschalungen in diePraxis umgesetzt werden. Ein ersterPraxistest ist beim Betonieren einerrund 12 Meter hohen Sichtbeton-wand beim Neubau eines Wissen-schaftszentrums im Kompetenzzen-trum für nachwachsende Rohstoffe inStraubing gelungen.

2 Sichtbetontechnologie

Auf der Grundlage früherer Erfah-rungen mit Sichtbeton wird im Merk-blatt Sichtbeton [3] eine plastischebis weiche Frischbetonkonsistenzempfohlen. Für die heute gefordertenschlanken, ausgefallen geformtenBauteile mit hohen Bewehrungs-

graden muss die Frischbetonkonsis-tenz jedoch oftmals weicher gewähltwerden. Durch die Entwicklungen imBereich der Bauchemie ist es heutemöglich, mit Hilfe von Fließmittelnnahezu unabhängig vom Wasser-zementwert Frischbetonkonsistenzenvon weich bis sehr fließfähig ein-zustellen. Infolge dessen ist der klas-sische Betonentwurf nach Walz [6]unter Berücksichtigung empirischerWasseranspruchskennwerte fürFrischbeton für diese Konsistenzbe-reiche nicht mehr aussagefähig.

Über die Konsistenz hinaus sinddie Entmischungsstabilität und dieFarbstabilität der Betonmischungweitere Einflussfaktoren auf dieGleichmäßigkeit der Betonoberflä-che. So wird beispielsweise im Merk-blatt Sichtbeton beschrieben, dass be-reits eine geringe Änderung des Was-serzementwertes zu deutlichen Farb-abweichungen in der Betonflächeführen kann [3]. Die Entmischungs-neigung des Frischbetons kann durchhohe Mehlkorngehalte sowie ausrei-chend hohe Leimgehalte im Betonvermindert werden.

Durch entmischungsstabile Be-tonzusammensetzungen könnenGrautonabstufungen und Effekte wieMarmorierungen z. B. infolge vonSchwankungen des Wassergehalts imFrischbeton reduziert werden. For-schungen zu robusten Sichtbetonzu-sammensetzungen [5] mit weicher bisfließfähiger Frischbetonkonsistenzführten unter anderem zu dem Ergeb-nis, dass Betonzusammensetzungenmit hohem Mehlkorngehalt, die zu-sätzlich noch Stabilisierer und Fließ-mittel enthalten, sich robust gegen-über Schalungsfehlstellen undSchwankungen des Wassergehalts er-weisen. Dieser Frischbeton weist einehohe Viskosität und daher tendenziell

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eine geringere Entlüftungsfähigkeitauf, so dass Poren an der Oberflächedes Betons sichtbar bleiben können.Trotz der fließfähigen Konsistenzenist daher eine intensive, dem hochvis-kosen Betonverhalten entsprechendeVerdichtung erforderlich.

Zudem wird die Robustheit einerBetonzusammensetzung hinsichtlichder Sichtbetonqualität von den Ei-genschaften der Ausgangsstoffe be-einflusst. Innerhalb der abgeschlosse-nen Forschungen konnte kein direk-ter Zusammenhang zwischen demWasseranspruch der mehlkornfeinenAusgangsstoffe und dem Wasseran-spruch des Betons nachgewiesenwerden. Eine experimentelle Anpas-sung an eine projektspezifische Be-tonzusammensetzung ist daher un-umgänglich.

3 Prüfschalungen

Die zwei Prüfschalungen zur Herstel-lung der Probekörper Stütze undWand können sowohl zu Forschungs-zwecken im Labor als auch für Prü-fungen von Sichtbeton in der Praxiseingesetzt werden. Ihre festgelegtenGeometrien bilden aufgehende Bau-teile wie Stützen oder Wände nachund sorgen dabei für eine Vergleich-barkeit der Ergebnisse. Die Prüfscha-lungen ermöglichen die Untersu-chung der Einflüsse verschiedenerBetonzusammensetzungen, Schal-hautmaterialien, Trennmittel, Ein-bauteile, Bewehrungsgrade, Fugenab-dichtungen, Verdichtungsintensitätensowie das Betonverhalten an Stör-und Fehlstellen an einem Probekör-per [1], [4] (Bild 1). Insbesondere derin ein seitliches Schalhautbrett einge-sägte Schlitz zur Simulation eines un-dichten Schalhautstoßes wird zur

Charakterisierung des Betonverhal-tens herangezogen. Der gesamte Be-tonier- und Verdichtungsablauf sowiedie visuelle Beurteilung der Entlüf-tung kann durch die durchsichtigeKunststoffscheibe beobachtet wer-den. Die Auswirkungen dieser Ein-flüsse werden nach dem Ausschalen,i. d. R. nach einem Tag, und nachoberflächlicher Trocknung der Pro-ben auf der Betonfläche sichtbar.

Die Stützenschalung (Bild 2) istmit Probekörperabmessungen von L × B × H = 20 cm × 20 cm × 60 cmfür den Laboreinsatz besonders gutgeeignet. Es wird gleichzeitig das ge-samte Sichtbetonsystem aus Beton-randzone, Trennmittel und Schalhautberücksichtigt. Dahingegen stößt dieWandschalung (Bild 3) mit Probe-körperabmessungen von L × B × H =60 cm × 20 cm × 150 cm an die Gren-zen der Handhabung in einem Labor.Der Probekörper Wand bietet jedochgrößere Sichtflächen und somit bes-sere Beurteilungsmöglichkeiten. EinBetonieren der Wand in drei Lagenermöglicht die Untersuchung des Be-tonverhaltens an Schüttlagen unterBerücksichtigung von Wartezeitenzwischen den Lagen.

Die Prüfschalungen bieten einigeHilfestellungen für die Entwicklungeines vielversprechenden Sichtbeton-systems im Labor, dennoch könnennicht alle Praxiseinflüsse hiermit

vollständig abgebildet werden [7].Deswegen sind noch weitere Praxis-versuche zur Übertragbarkeit derLaborerfahrungen auf baupraktischeVerhältnisse erforderlich.

4 Praxistest: Betonieren einer 12 Meter hohen Wand beim Neubaueines Wissenschaftszentrums in Straubing

4.1 Beschreibung des Projekts

Im Rahmen des Kompetenzzentrumsfür nachwachsende Rohstoffe desLandes Bayern beschloss der Landtagim Herbst 2004 die Mittel für denNeubau des WissenschaftszentrumsStraubing freizugeben und ermög-lichte so den Beginn der Planung undeuropaweiten Ausschreibung für des-sen Bau. Die Bauarbeiten begannenim Mai 2006. Der rechteckige, auszwei L-förmigen Gebäudeteilen be-stehende, Neubau des Wissenschafts-zentrums hat eine Länge von 71 m,eine Breite von 27 m und eine Höhevon 11,5 m. Das nahezu komplett un-terkellerte Gebäude umfasst nebendem Erdgeschoss zwei Obergeschos-se. Der Keller wird als weiße Wanneausgeführt. An die Stahlbetonarbei-ten werden Sichtbetonanforderungenaller Klassen gemäß Merkblatt Sicht-beton [3] gestellt. Der Bezug des Ge-bäudes ist für den Sommer 2008 ge-plant. Für den Neubau des Wissen-

Bild 1. Blick in die Prüfschalung [1],[4]

Bild 2. Ansicht der Stützenschalung [1], [4]

Bild 3. Ansicht der Wandschalung [1], [4]

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In einem ersten Schritt der La-boruntersuchungen wurde die ange-passte Ausgangsrezeptur M1 ange-mischt und ein Probekörper mit derSichtbetonprüfschalung Stütze beto-niert. Das Ausbreitmaß des Frisch-betons entsprach der angegebenenKonsistenzklasse F3 mit einem Luft-porengehalt von 1,2 Vol.-% und einerRohdichte von 2370 kg/m3. Obwohlim Laufe der Frischbetonuntersu-chungen sowie des Betonierens keinBluten des Betons zu beobachtenwar, wies die glänzende Frischbeton-oberfläche darauf hin, dass eine Stei-gerung der Konsistenzklasse bei dervorliegenden Rezeptur nicht sinnvollsein könnte und zum Bluten führenwürde. Das Betonieren des Sichtbe-tonprobekörpers mit der Stützen-schalung wurde in zwei Lagen durch-geführt. Jede Lage wurde mit demInnenrüttler ca. 90 Sekunden ver-dichtet. Der aus der definiertenSchalhautfehlstelle Schlitz austreten-de Zementleim wurde aufgefangenund gewogen. Wie Bild 4 zeigt, ist umdie definierte SchalhautfehlstelleSchlitz am erhärteten Betonprobe-körper eine deutliche Verfärbung zuerkennen. Dies ist auf eine geringe in-nere Stabilität des Frischbetons zu-rückzuführen. Im Bereich der hori-zontal verlaufenden nicht abgedich-teten Schalhautstöße zeigen sichebenfalls erhebliche Verfärbungender Betonoberfläche (Bild 5). DieseVerfärbungen sind auf Wassergehalts-unterschiede bedingt durch kapillaresSaugen an den Schalhautstößen zu-

rigen Betonierbedingungen entschiedsich das ausführende Bauunterneh-men, das Institut für Baustoffe (IfB)der Leibniz Universität Hannover mitin die Planung und Durchführungder Arbeiten einzubeziehen. Das IfBschlug vor, mit Hilfe der oben be-schriebenen Prüfschalungen fürSichtbeton eine geeignete Betonre-zeptur im Labor zu entwickeln unddas Zusammenspiel zwischen Beton,Schalhaut und Trennmittel im Vor-feld zu testen.

4.2 Rezepturentwicklung mit derSichtbetonprüfschalung

Aufbauend auf der vom Transportbe-tonwerk erstellten Betonrezepturwurden am IfB Laboruntersuchun-gen mit den geplanten und angeliefer-ten Ausgangsstoffen Zement (CEM IIA-LL 32,5R), Flugasche, Fließmittelsowie zwei zur Auswahl stehendenTrennmitteln durchgeführt. Aufgrunddes aufwändigen Transports war dieauf der Baustelle zum Einsatz kom-mende Gesteinskörnung mit einemGrößtkorn von 16 mm durch stan-dardmäßig am IfB vorhandene Ge-steinskörnung zu ersetzen. Da dieFraktionierungen und Sieblinien derGesteinskörnungen voneinander ab-wichen, erfolgten für die Laborunter-suchungen eine Sieblinienanpassungsowie ein Ausgleich des fehlendenMehlkorngehalts durch Quarzmehl.Die geforderte Druckfestigkeitsklassewar C30/37 mit einem (w/z)eq-Wertvon 0,5.

schaftszentrums hat der bayrischeLandtag ein Gesamtbudget von 16,7Mio. Euro zur Verfügung gestellt.

Im Mittelpunkt der Sichtbeton-arbeiten stand eine über drei Ge-schosse verlaufende Wand des Groß-raumlabors mit einer Breite von rund35 m und einer Höhe von rund 12 m,die den höchsten Sichtbetonanforde-rungen genügen und ohne horizonta-le Arbeitsfugen ausgeführt werdensollte. Aufgrund der hohen Sicht-betonanforderungen und der schwie-

Bild 4. Ansicht des Probekörpers M1 mit Schalhautfehlstelle „Schlitz“

Bild 5. Ansicht des Probekörpers M1 mit Schalhautstoß

Bild 6. Ansicht des Probekörpers M4 mit Schalhautfehlstelle „Schlitz“

Bild 7. Ansicht des Probekörpers M4 mit Schalhautstoß

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kann. Um das Baustellenpersonal imUmgang mit dem Beton zu sensibili-sieren, wurde im nächsten Schritt ei-ne Kellerwand als Erprobungsflächebetoniert. Anhand dieser rund vierMeter hohen Wandscheibe konntedas Baustellenpersonal die Handha-bung des Betons testen und für dieHerstellung der rund 12 Meter hohenWand trainieren.

Trotz nicht ganz optimaler Beto-nierbedingungen erwies sich dieserBeton als robust und entmischungs-stabil. In Bild 9 ist der Frischbeton-spiegel in der Wandschalung des Pro-bekörpers nach dem Aufsteigen inder 4 Meter hohen Schalung darge-stellt. Der Frischbeton wurde mit ei-nem Krankübel mit kurzem Schlauchin die Schalung eingebracht. Bild 10zeigt, wie entmischungsstabil sich derFrischbeton beim Einfüllen in denKrankübel verhält. Trotz der fließfä-higen Konsistenz war zu keiner Zeitein Absetzen von Blutwasser zu er-kennen. Nach dem Ausschalen derProbewand zeigten sich einige Fehl-stellen, die auf Versäumnisse im Be-reich der Schalhautdichtheit, desTrennmittelauftrags und der Verdich-tungsintensität zurückzuführen wa-ren.

Aufgrund dieser Ergebnissekonnten die verbliebenen Schwach-stellen auf dem Weg zu einem Sicht-beton, der den gestellten hohen An-forderungen genügt, bereits im Vor-feld erkannt und beseitigt werden.Um die Schalung im oberen Wand-

gelaufenen Zementleim zu erkennen.Auch der in Bild 7 dargestellte Be-reich der nicht abgedichteten Schal-hautstöße weist gegenüber der ProbeM1 (Bild 5) ein wesentlich gleichmä-ßigeres Ergebnis auf.

4.3 Umsetzung in die Praxis

Um das Verhalten der in den zuvor be-schriebenen Laborversuchen entwi-ckelten Sichtbetonrezeptur M4 unterBaustellenbedingungen zu untersu-chen und zu beurteilen, wurde zu-nächst mit der Sichtbetonprüfscha-lung Wand ein Probekörper dieser Re-zeptur mit der ursprünglichen Ge-steinskörnung im Transportbetonwerkin Straubing betoniert. Hierzu wurdedie Zielkonsistenz im Bereich vonF4/F5 über die Fließmitteldosierungden Randbedingungen, wie beispiels-weise der Temperatur und Mischinten-sität, vor Ort angepasst und ein Probe-körper in drei Lagen vom Fahrmischeraus betoniert (Bild 8). Die einzelnenBetonierlagen wurden jeweils ca. 90Sekunden lang verdichtet.

Da sich die Frischbetoneigen-schaften der entwickelten RezepturM4 von herkömmlichen Sichtbeton-rezepturen unterscheiden, ist auchderen Handhabung und Verarbeitungauf der Baustelle anzupassen. So istbeispielsweise eine intensive Verdich-tung des Frischbetons notwendig, da-mit trotz erhöhter Viskosität desFrischbetons eine porenarme Beton-oberfläche sicher hergestellt werden

rückzuführen. Diese Beobachtungenam Probekörper M1 bestätigen denzuvor beschriebenen subjektiven Ein-druck des Frischbetons. Die Probe-körperkanten sind scharf abgezeich-net und die Betonoberfläche zeigtnur eine geringe Porigkeit. Durch denAuftrag der zwei zur Auswahl stehen-den Trennmittel auf unterschiedlicheSeiten der Stützenschalung könnenkeine wesentlichen Unterschiede amProbekörper festgestellt werden. DieBetonoberfläche zeigt i. A. einegleichmäßige Färbung und Struktur,so dass in diesem Fall beide Trenn-mittel als prinzipiell geeignet einzu-stufen sind. Die Betondruckfestigkeitnach 28 Tagen betrug 57 N/mm2.

Im Rahmen weiterer Laborun-tersuchungen mit der Sichtbetonprüf-schalung wurde der Mehlkorngehaltder Rezeptur durch die Erhöhung derFlugaschemenge auf rund 435 kg/m3

gesteigert. Parallel dazu wurde demBeton 1,5 kg/m3 eines organischenStabilisierers hinzugegeben, der Was-sergehalt leicht reduziert und der Ge-halt an Fließmittel auf rund 1 M.-%des Zementgehaltes gesteigert. Durchdie beschriebenen Rezepturänderun-gen, insbesondere im Bereich derSteigerung des Mehlkorngehalts undder Stabilisiererzugabe, konnten dieinnere Stabilität des Frischbetons so-wie sein Wasserrückhaltevermögendeutlich verbessert werden. Durchdie erhöhte Fließmittelzugabe wurdeeine sehr weiche bis fließfähige Kon-sistenz erreicht, die es trotz der gro-ßen Betonierhöhe von rund 12 Me-tern ermöglicht, Kiesnester und Fehl-stellen im Sichtbeton auch in hochbewehrten Bereichen und unter un-zugänglichen Aussparungen sicher zuvermeiden. Der Luftporengehalt desFrischbetons der Rezeptur M4 betrug1,1 Vol.-%. Während der Frischbeton-untersuchungen und später beim Be-tonieren des Probekörpers zeigte derBeton ein durchaus robustes Verhal-ten. Eine Neigung zum Bluten oderEntmischen war zu keiner Zeit zu er-kennen. Neben dem subjektiven Ein-druck bei der Prüfung und Verarbei-tung des Frischbetons zeigt sich aucham Festbeton des hergestellten Sicht-betonprobekörpers eine deutlicheVeränderung. In Bild 6 ist der Be-reich des Probekörpers M4 an der de-finierten Schalhautfehlstelle Schlitzzu sehen. Gegenüber Bild 4 ist nahe-zu keine Verfärbung durch den aus-

Bild 8. Betonieren der PrüfschalungWand im Transportbetonwerk

Bild 9. Frischbetonspiegel der Probe-wand am oberen Rand der Schalung

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bereich nicht vorzeitig mit Beton zuverunreinigen und einen unnötig ho-hen Lufteintrag in den Frischbetonzu vermeiden, wurden die Teilab-schnitte der 12 Meter hohen Wandmit einer Betonpumpe mit verlänger-tem Schlauch annähernd im Kon-traktorverfahren betoniert (Bild 11).Um trotz der Arbeitstiefe von bis zu12 Metern eine gleichmäßige Ver-dichtung zu gewährleisten, wurdenbereits vor dem Betonieren Innen-rüttler in die Schalung eingebrachtund an ihnen die Höhen der geplan-ten Betonierlagen zur Orientierungmarkiert. Um den zulässigen Scha-lungsdruck nicht zu überschreiten,war die Betoniergeschwindigkeit auf

1 m/h bis maximal 1,5 m/h begrenzt.Nach dem Ausschalen zeigte sich ei-ne vergleichsweise homogene Sicht-betonfläche mit geschlossener Ober-fläche. Trotz der großen Wandhöhekonnten keine Wasserläufer oder Ent-mischungserscheinungen beobachtetwerden. Die Sichtbetonfläche ist inden Bildern 12 bis 14 dargestellt.

Es zeigt sich deutlich, dass dereingeschlagene Weg mit der neuenBetontechnologie für Sichtbeton indie richtige Richtung führt. Eine engewissenschaftliche Begleitung bei derUmsetzung in die Baupraxis ist je-doch erforderlich. „Übung macht denMeister“, das hat sich bereits bei demersten Praxiseinsatz gezeigt. Die Prüf-

schalungen liefern dazu gute undbrauchbare Trainingsmöglichkeiten.

5 Weitere Vorgehensweise zur Umsetzung der Sichtbeton-technologie in die Praxis

Die beschriebene vielversprechendeneue Sichtbetontechnologie stütztsich auf viskose, sehr weiche bis fließ-fähige Frischbetone. Das Frischbe-tonverhalten dieser Betonzusammen-setzungen weicht von dem herkömm-licher Rezepturen stark ab. Über dasVerhalten dieser Betone unter Bau-stellenbedingungen gibt es bisher na-hezu keine Erfahrungen. Daher ist ei-ne Forschungsbegleitung bei der Um-

Bild 10. Entmischungsstabiler Frischbeton im Krankübel Bild 11. Betonieren eines Teilstückes der 12 Meter hohenSichtbetonwand

Bild 12. Ansicht der teilweise ausge-schalten 12 Meter hohen Sichtbeton-wand

Bild 13. Ansicht der ausgeschalten 12 Meter hohen Sichtbetonwand

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setzung der neuen Sichtbetontechno-logie erforderlich. Dabei sollen diePrüfschalungen als Werkzeuge für dieEntwicklung eines Sichtbetonsystemsgenutzt werden, das in vier Stufen andie projektspezifischen Anforderun-gen anzupassen ist.

Im ersten Schritt werden Eig-nungsversuche im Labor mit Hilfeder Stützenschalung durchgeführt,wobei Ausgangsstoffe, Trennmittelund Schalhautmaterialien in einerprojektspezifischen Auswahl Verwen-dung finden. Die Sichtbetonqualitätdes Probekörpers wird visuell bewer-tet und die Betonzusammensetzungangepasst.

Um die Randbedingungen beider Betonherstellung im Transportbe-tonwerk zu berücksichtigen, erfolgenAnpassungsversuche im Werk mitHilfe der Wandschalung. Hierbei soll-ten Einflüsse verschiedener Beton-chargen durch Betonieren der Probe-körper in mehreren Lagen berück-sichtigt werden, z. B. sichtbareSchüttlagen oder Farbtonunterschie-de zwischen den Lagen. Die Wahl desTrennmittels und der Schalhaut wirdanhand der Sichtbetonqualität noch-mals überprüft.

Im dritten Schritt kann das aus-führende Personal für das veränderteVerhalten des Frischbetons gegen-über herkömmlichen Betonzusam-mensetzungen insbesondere hinsicht-

lich des Einbauens und Verdichtenssensibilisiert werden, indem ihnentheoretische Hintergründe und einepraktische Einweisung vermitteltwerden. Anschließend kann durchgezieltes Training der Betonierabläu-fe mit Hilfe der Wandschalung dieQualität des Sichtbetons weiter ver-bessert werden. Wird die gewünschteSichtbetonqualität erreicht, werdenentsprechend den Empfehlungen desMerkblatts Sichtbeton [3] Erpro-bungsflächen angelegt und darausReferenzflächen ausgewählt.

Zur Qualitätssicherung könnenbei festgelegten Bauabschnitten so-wohl im Transportbetonwerk alsauch auf der Baustelle Probekörperdes Typs Wand lagenweise aus ver-schiedenen Frischbetonchargen her-gestellt werden. Diese lassen Verglei-che der Sichtbetonqualität zu ande-ren Bauabschnitten zu und stehen füreine Probenahme zur Klärung uner-wünschter Effekte zur Verfügung.

6 Zusammenfassung und Ausblick

Aus den Forschungen am Institut fürBaustoffe der Leibniz UniversitätHannover sind Ansätze für robusteSichtbetonzusammensetzungen her-vorgegangenen, die im Labor gute Er-gebnisse zur Folge hatten. Es wurdenRezepturen mit sehr weichen bisfließfähigen Konsistenzen eingesetzt.Für die Betonzusammensetzungen,die sich robust gegenüber Schwan-kungen im Wassergehalt erwiesen,wurden hohe Mehlkorngehalte beiZugabe von Fließmittel und organi-schem Stabilisierer verwendet. DieseBetontechnologie führt zu einer hö-heren Viskosität des Frischbetons, sodass trotz der fließfähigen Frischbe-tonkonsistenz eine intensive Verdich-tung erforderlich ist. Mit Hilfe der amInstitut für Baustoffe entwickeltenPrüfschalungen kann die Sichtbeton-qualität einer Betonzusammenset-zung unter Berücksichtigung ver-schiedener Schalhautmaterialien,Trennmittel, Einbauteile und Scha-lungsfehlstellen unter Laborbedin-gungen getestet werden.

Ein Praxistest erfolgte beim Neu-bau eines Wissenschaftszentrums inStraubing. Dort wurde eine rund12 Meter hohe Wand mit einer vonherkömmlichen Betonen abweichen-den Sichtbetonzusammensetzung be-toniert. Hierbei konnte die neue

Sichtbetontechnologie erfolgreich indie Praxis umgesetzt werden. Die Be-rücksichtigung des Sichtbetonsys-tems aus Beton, Trennmittel undSchalhaut durch die Sichtbetonprüf-schalungen ermöglichte in der Ver-suchsphase eine gute Abstimmungder Komponenten. Die Sichtflächeder 12 Meter hohen Betonwand hin-terlässt einen guten Gesamteindruck.Dennoch zeigte der Praxistest, dassein intensives Training des ausfüh-renden Personals für den Betonier-ablauf und insbesondere für das Ver-dichten des viskosen Frischbetonserforderlich ist. Mit Hilfe einer syste-matischen wissenschaftlichen Beglei-tung einiger Sichtbetonprojektekönnte die Erweiterung der Rand-bedingungen vom Labor bis zurBaustelle untersucht werden. Das Be-tonieren der Probekörper mit denPrüfschalungen ist sowohl für dasTraining als auch für eine wissen-schaftliche Begleitung von wesent-licher Bedeutung, da hieran die Sicht-betonqualität visuell verglichen wer-den kann. Für Sichtbeton gilt dem-nach auch in Zukunft die alteWeisheit: „Übung macht den Meis-ter!“

DankFür die Förderung der Forschungs-projekte sei dem Deutschen Beton-und Bautechnik-Verein E.V. (DBV)sowie dem Bundesministerium fürWirtschaft und Arbeit (BMWA) überdie Arbeitsgemeinschaft industriellerForschungsvereinigungen „Otto vonGuericke“ e.V. (AiF) herzlich gedankt.

Literatur

[1] Lohaus, L. und Fischer, K.: Voraus-setzungen und Chancen für die Wei-terentwicklung der Sichtbetonbau-weise. Beton 7+8 (2004), S. 350–355.

[2] Lohaus, L. und Anders, S.: For-schungsbedarf bei Sichtbeton. Vorträ-ge zur DBV-Arbeitstagung am 13. März2002 in Duisburg, DBV-Heft Nr. 5:Sichtbeton 2, S. 35-38, Berlin 2002.

[3] Hrsg: Deutscher Beton- und Bau-technik-Verein E.V. (DBV); Bundes-verband der Deutschen Zementindus-trie e.V. (BDZ): Merkblatt Sichtbeton(2004).

[4] Lohaus, L. und Harting, K.: Entwick-lung einer Prüfschalung für Sichtbeton,Schalhaut, Wechselwirkungseffekteund Schalhautstöße. Schlussberichtzum DBV Forschungsvorhaben 240.

Bild 14. Detailansicht des Sichtbetonsder 12 Meter hohen Sichtbetonwand

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[5] Lohaus, L.: Robuste Sichtbetonzu-sammensetzungen und ihre Prüfung.Kurzfassung zum Schlussbericht zumAiF-Forschungsvorhaben Nr. AiF14017N/1 (2006), http://www.institut-fuer-baustoffe.de/forschung/fp_kurz-berichte/Kurzbericht_SB_06.pdf.

[6] Walz, K.: Herstellung von Betonnach DIN 1045. BetontechnologischeArbeitsunterlagen. Beton Verlag, Düs-seldorf 1971.

[7] Lohaus, L. und Fischer, K.: Zuverläs-sige Sichtbetonqualität – neue Prüfver-fahren für die Bauausführung. Deut-sches Architektenblatt 1 (2005), S. 96-100.

Dipl.-Ing. Andreas FuchsBerger Beton GmbHÄußere Spitalhofstraße 1994036 [email protected]

Dipl.-Ing. Karen [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Ludger [email protected]

Leibniz Universität HannoverFakultät für Bauingenieurwesen und GeodäsieInstitut für BaustoffeAppelstraße 9A und Nienburger Straße 330167 Hannover

Dipl.-Ing. Thomas Glä[email protected]

Museumspark Rüdersdorf istLeuchtturm der Freizeitwirtschaft

Der entlang des aktiven Kalksteintage-baus gelegene Museumspark Rüdersdorferhielt Anfang März 2007 den „Marke-ting-Award Leuchttürme der Freizeit-wirtschaft“ für das Land Brandenburg.Der Ostdeutsche Sparkassenverbandwürdigte mit dem Preis Kulturinstitu-tionen in den fünf östlichen Bundes-ländern, die mit innovativen Konzeptenund guten Ideen eine fruchtbare Verbin-dung zwischen Kultur und Tourismusgeschaffen haben.

In der Begründung hieß es weiter:„Geschichte wird in diesen Einrichtun-gen nicht nur abstrakt aufbereitet, son-dern anschaulich den Besuchern näher-gebracht.“

Das Potenzial des MuseumsparksRüdersdorf, circa 30 km östlich vonBerlin gelegen, ist vielfältig. Ob Geolo-gie, Bergbau und Baustoffproduktion,Umwelt, Geschichte sowie Kunst undKultur – alles bzw. Angebote zu allenThemen sind hier erlebbar. Ob eine

Führung zu den Denkmalen vergange-ner Industrieepochen für Ingenieure, ei-ne Land-Rover-Tour entlang des Kalk-steintagebaus mit der Familie oder alsbesondere Veranstaltungsstätte für Fir-men – hier kommt nahezu jeder auf sei-ne Kosten. Über 50000 Besucher proJahr dokumentieren das.

Einer der Initiatoren und langjähri-gen Förderer des Projekts Museumsparkist das heute zu CEMEX gehörendeZementwerk Rüdersdorf. Weitere Infor-mationen zum Museumspark Rüders-dorf und seinem Saisonstart gibt esunter www.museumspark.de oder033638/77-460. Th.

Ob Frühling, Sommer, Herbst oder Winter, der Museumspark Rüdersdorf bei Berlin hat zujeder Jahreszeit seine Reize. (Foto: Museumspark Rüdersdorf/Ramona Ritter)

Aktuelles

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