Geleitwort für die Reihe »Betonbau«

Vorwort zum Band 2

1 Hydratationsvorgänge und Strukturentwicklung im Beton

1.1 Stoffliche Charakteristika der Zemente

1.1.1 Chemische und mineralogische Zusammensetzung der Klinkerphasen

1.1.2 Chemismus der weiteren Zementbestandteile

1.1.3 Physikalische Eigenschaften der Zemente

1.2 Mechanismus und Ablauf der Hydratation

1.2.1 Hydratationsreaktionen und Morphologie der Hydrate

1.2.2 Grundsätzlicher Ablauf des Hydratationsprozesses

1.2.3 Einflussfaktoren auf den Hydratationsverlauf und die Hydratbildung

1.2.4 Prozesskenngröße Hydratationsgrad

1.3 Wasserbindung und Strukturentwicklungen im Zementstein

1.3.1 Stöchiometrisch bestimmte chemische Wasserbindungen und Hydratvolumen

1.3.2 Experimentelle Ermittlung der chemischen Wasserbindung

1.3.3 Physikalisch gebundenes Wasser und Gelvolumen

1.3.4 Wasserbindung und Volumen des vollständig hydratisierten Zementes

1.3.5 Kapillarwasser und -porosität

1.3.6 Volumenentwicklung und Porosität in Abhängigkeit vom Hydratationsgrad

1.3.7 Charakteristik des Porensystems im Zementstein und Beton

1.3.8 Strukturanalyse des Zementsteines

1.3.9 Porenfeuchte in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen

1.4 Beziehungen zwischen Strukturkenngrößen und Eigenschaften

1.4.1 Übergangszone zwischen Zementstein und Gesteinskörnung

1.4.2 Festigkeit des Zementsteines und Betons

1.4.3 Durchlässigkeit des Zementsteines und Betons

1.4.4 Durchlässigkeit des Betons und Dauerhaftigkeit

1.5 Belastungsunabhängige Verformungen während der Erhärtung

1.5.1 Arten und Ursachen der belastungsunabhängigen Verformungen

1.5.2 Kapillares Schwinden (Frühschwinden) von Frischbeton

1.5.3 Mechanismus des Quellens und Schwindens

1.5.4 Auswirkungen des Schwindens in der Mikrostruktur des Betons

1.6 Verformungen und Spannungen unter Dauerlast

1.6.1 Ursachen des viskoelastischen Verhaltens des Zementsteines und Betons

1.6.2 Charakterisierung des Kriechverhaltens durch die Kriechzahl

1.6.3 Umfang und Verlauf des Kriechens

1.7 Rissbildungen im Zementstein- und Betongefüge

1.7.1 Rissbildungsprozess

1.7.2 Einflüsse auf die Rissbildung

1.7.3 Auswirkungen der Mikrorissbildung

1.7.4 Selbstheilung von Rissen

1.8 Wärmeentwicklung während der Hydratation

1.8.1 Hydratationsverhalten des Zementes und Wärmeentwicklung

1.8.2 Ermittlung der Hydratationswärme aus der Zusammensetzung des Zementes

1.8.3 Experimentelle Bestimmung der Hydratationswärme

1.8.4 Beziehungen zwischen Hydratationswärme und Festigkeit

1.9 Mathematische Beschreibung des Hydratationsverlaufes als Grundlage der Wärme- und Festigkeitsentwicklung

1.9.1 Beschreibung der zeitlichen Entwicklung unter konstanten Erhärtungsbedingungen

1.9.2 Reaktionskinetische Formulierung

1.9.3 Wirkung der Temperatur auf den Hydratationsvorgang

1.9.4 Wirkung der Feuchte im Zementstein auf die Hydratation

1.10 Literatur

2 Erhärtung und Entwicklung der Eigenschaften des Betons

2.1 Grüner und junger Beton

2.1.1 Besonderheiten in der Anfangsphase der Erhärtung

2.1.2 Sedimentation des Frischbetons

2.1.3 Frühschwinden

2.1.4 Erstarren des Frischbetons

2.1.5 Grünstandfestigkeit (grüner Beton)

2.1.6 Besonderheiten des jungen Betons

2.2 Spannungsunabhängige Verformungen des erhärteten Betons

2.2.1 Chemisches und autogenes Schwinden

2.2.2 Trocknungsschwinden

2.2.3 Schwinden des Zementsteines im Gefüge

2.2.4 Überlagerung von autogenem und Trocknungsschwinden

2.2.5 Verminderung des Schwindens des Betons (schwindarmer Beton)

2.2.6 Prüfmethoden zur Erfassung des Dehnungs- und Rissverhaltens

2.2.7 Karbonatisierungsschwinden

2.2.8 Thermisch bedingte Dehnungen

2.3 Nachbehandlung und Schutz des erhärtenden Betons

2.3.1 Nachbehandlung als Regel der Technik

2.3.2 Frühzeitiges Austrocknen

2.3.3 Schutz gegen zu schnelle Abkühlung und zu niedrige Temperaturen

2.3.4 Schutz des erhärtenden Betons vor Schwingungen und Erschütterung

2.3.5 Chemischer Angriff auf jungen Beton

2.4 Festigkeit und Festigkeitsentwicklung des Betons

2.4.1 Bedeutung der Kenntnis der Festigkeitsentwicklung des Betons

2.4.2 Einflüsse auf die Druck- und Zugfestigkeit

2.4.3 Druckfestigkeit des Betons und dessen zeitliche Entwicklung

2.4.4 Zugfestigkeit und deren Entwicklung

2.4.5 Auswirkungen der Erhärtungstemperatur auf das Festigkeitsverhalten

2.4.6 Festigkeitskenngrößen in Abhängigkeit vom Hydratationsgrad

2.5 Formänderungen des Betons unter Einwirkung von Spannungen

2.5.1 Spannungs-Dehnungs-Beziehung und Elastizitätsmodul

2.5.2 Querdehnung

2.5.3 Zugbruchdehnung des Betons

2.5.4 Kriechen und Relaxation

2.6 Einschätzung des Zustandes der Festigkeitsbildung im erhärtenden Bauteil

2.6.1 Temperaturgesteuerte Erhärtung von Prüfkörpern

2.6.2 Physikalische Reifemesser

2.6.3 Abschätzung der Festigkeitsentwicklung über die Reife

2.6.4 Einsatz von Prüfverfahren am Bauteil

2.7 Frühzeitige Belastungen des erhärtenden Betons und Ausschalfristen

2.7.1 Ausrüsten und Ausschalen

2.7.2 Zwangsspannungen und Rissbildung während der Erhärtung

2.8 Prüfung der Festigkeit des Betons an Bauteilen und am Bauwerk

2.8.1 Beurteilung der Bauteilfestigkeit durch Bohrkerne

2.8.2 Indirekte (zerstörungsfreie) Prüfverfahren

2.8.3 Zerstörungsarme Prüfverfahren

2.8.4 Zugfestigkeit von Betonoberflächen (Abreißversuch)

2.8.5 Detektion von Gefügestörungen und Hohlstellen

2.9 Literatur

3 Zwangsspannungen und Rissbreitenbeschränkung

3.1 Temperaturverlauf und Temperaturverteilung in Betonbauteilen

3.1.1 Wärmeentwicklung der Zemente

3.1.2 Thermische Kenngrößen und äußere Randbedingungen

3.1.3 Adiabatische Temperaturentwicklung im Bauteil

3.1.4 Temperaturverlauf im gleichmäßig erwärmten Bauteil

3.1.5 Abschätzung der Temperaturdifferenzen zwischen Bauteilrand und -kern

3.1.6 Berechnung der Temperaturverteilung und des Temperaturverlaufes in Bauteilquerschnitten

3.1.7 Beispiele für den Verlauf der mittleren Bauteiltemperatur und Temperaturdifferenzen

3.1.8 Abschätzung von Temperaturverhältnissen in Bauteilen

3.1.9 Messung der Temperaturen und Spannungen im Bauteil

3.2 Ursachen und Maßnahmen zur Verminderung der Zwangsbeanspruchungen

3.2.1 Ursachen der lastunabhängigen Zwangsbeanspruchungen während der Erhärtung

3.2.2 Bauteilbezogene Zwangsspannungssituationen

3.2.3 Überschlägige Beurteilung der Zwangsspannungssituation

3.2.4 Messung der Verformungen und der Zwangsspannungen während der Baudurchführung

3.2.5 Maßnahmen zur Verminderung der Zwangsspannungen

3.2.6 Kriterien der Risssicherheit

3.3 Rissbreitenbegrenzung durch Bewehrung

3.3.1 Vorgänge bei der Rissbildung im Stahlbetonbauteil

3.3.2 Ermittlung der Mindestbewehrung und Nachweis der Rissbreitenbeschränkung

3.3.3 Ursachen unverträglicher Rissbreiten

3.3.4 Regelungen zur Rissbreite

3.4 Literatur

4 Zusammenstellung von Regelwerken

4.1 Normen für Beton, Stahlbeton und Spannbeton

4.2 Richtlinien, zusätzliche Vorschriften

4.3 Prüfnormen und Prüfvorschriften

4.3.1 Zement

4.3.2 Frischbeton

4.3.3 Festbeton, Faserbeton, Beton in Bauwerken

4.4 Sonstige Normen