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Wie viel wissen Sie über die Betondeckung?

Warum ist die Dicke der Betondeckung ein entscheidender Faktor beim Betonbau? Lassen Sie uns heute versuchen, die technischen Grundlagen und die wesentlichen Konstruktionsmerkmale zu analysieren, sowie die üblichen Baumaßnahmen und das Wissen über häufige Probleme und deren Vermeidung.

I. Technische Grundlagen

Korrosionsschutz von Bewehrungsstahl

Die stark alkalische Umgebung von Beton (pH ≥ 12,5) bildet einen Passivierungsfilm auf der Oberfläche des Bewehrungsstahls, um eine Oxidation zu verhindern. Wenn die Dicke der Schutzschicht nicht ausreicht, dringen CO₂ und Cl⁻ schneller ein, was zur Zerstörung des Passivierungsfilms und zu einer Korrosionsausdehnung (eine 2- bis 4-fache Volumenzunahme) führt, was wiederum zu Rissen im Beton führt.

Wenn die Dicke der Schutzschicht ≥ dem Durchmesser des Stahlstabs entspricht, erhöht sich die Haftfestigkeit um 30 % bis 50 %, wodurch eine effektive Spannungsübertragung gewährleistet wird. Wenn sie zu dünn ist, kann es zu Haftungsverlust kommen, was die Integrität der Struktur beeinträchtigt.

Strukturelle Feuerbeständigkeit

Eine 50 mm dicke Schutzschicht kann die Feuerbeständigkeit von Balken und Platten auf 2 Stunden (bei Raumtemperatur) erhöhen und das Erweichen von Stahlstäben bei hohen Temperaturen verzögern (50 % Festigkeitsverlust bei 500 °C).

2. Wichtige Punkte der Konstruktion

Dickensteuerung

Verwenden Sie hochfeste Kunststoffabstandshalter (Festigkeit ≥ C35), Abstand ≤ 600 mm, ≥ 4 pro m² an der Unterseite von Balken/Platten; verwenden Sie feste Klemmen, um den Stahlkäfig an den Rahmensäulen zu befestigen.

Materialauswahl

Beton mit einer Dichtigkeit ≥P6 wird bevorzugt, mit einem Wasser-Zement-Verhältnis ≤0,45 und einem Zementgehalt ≥320 kg/m³.

Schalungsbau

Verwenden Sie eine doppelseitige, mit Folie überzogene Holzschalung mit 3 mm dicken Schwammklebebändern, die an den Fugen befestigt sind, und einem Stützabstand von ≤500 mm (bei einer Plattenstärke von ≤150 mm).

Gießvorgang

Gießen Sie in Schichten mit einer Dicke von ≤400 mm, wobei der Rüttler in einem Abstand von ≤300 mm eingesetzt und schnell eingeführt und langsam herausgezogen wird (20–30 Sekunden lang an jeder Stelle rütteln).

Aushärtungsmanagement

Unmittelbar nach dem endgültigen Abbinden mit einem Geotextil abdecken und für eine Aushärtung von ≥14 Tagen besprühen (wenn die tägliche Durchschnittstemperatur unter 5 °C liegt, stattdessen eine Folie zur Aushärtung verwenden).

3. Allgemeine Baumaßnahmen

Kontrolle der Träger-Stützen-Verbindung: Verwenden Sie vorgeschweißte ringförmige Positionierungsrippen (Φ12 mm) in einem Abstand von 800 mm, um die Position der Hauptbewehrung zu fixieren.

Behandlung von überhängenden Bauteilen: Stahlbügel (Φ10 mm) im Abstand von 300 mm in Pflaumenblütenform unter der Bewehrung gegen negative Momente anbringen.

Massenbeton: Temperaturmesspunkte installieren (Abstand ≤ 5 m) und das Umlaufwasserkühlsystem aktivieren, wenn der Temperaturunterschied zwischen innen und außen 25 °C übersteigt.

4. Innovative Verfahren

3D-Laserscantechnologie: Vor der Installation von Fertigteilen wird ein Punktwolkenvergleich durchgeführt, um die Abweichung der Schutzschichtdicke auf ±2 mm zu kontrollieren.

Selbstheilender Beton: Durch die Beimischung von Mikrobenkapseln (Bacillus subtilis) kann er sich selbst heilen, wenn die Rissbreite ≤0,3 mm beträgt.

Was tun, wenn die Betonfestigkeit nicht ausreicht?

Abgesehen von der Verbesserung der Qualität der Betonrohstoffe und der Bautechniken, welche Notfallbehandlungsmethoden können angewendet werden, wenn sich die Festigkeit nach der Herstellung als unzureichend erweist? Wir werden sie im Folgenden einzeln erläutern …

1. Änderung der äußeren Kräfte

Es gibt vier Möglichkeiten, Beton mit unzureichender Festigkeit zu verstärken: direkte Bewehrung, Bewehrung zur Querschnittsvergrößerung, externe Stahlbewehrung und Bewehrung durch Änderung des strukturellen Kraftübertragungswegs.

2. Direkte Bewehrung

Direkte Bewehrung bedeutet, die strukturelle Widerstandsfähigkeit durch verschiedene Methoden zu erhöhen.

3. Verstärkung durch Querschnittsvergrößerung

Verstärkung durch Querschnittsvergrößerung ist eine Verstärkungsmethode, bei der die Querschnittsfläche einer Struktur oder eines Bauwerks vergrößert wird, um dessen Tragfähigkeit und Steifigkeit für den normalen Gebrauch zu verbessern.

4. Verstärkung durch externen Stahl

Verstärkung durch externen Stahl ist eine Verstärkungsmethode, bei der Stahlprofile um den Umfang von Beton, Mauerwerk und anderen Bauteilen gewickelt werden.

5. Verstärkung durch Änderung des strukturellen Kraftübertragungspfads

Die Methode zur Änderung des Kraftübertragungswegs der Struktur ist eine Verstärkungsmethode, die die berechnete Spannweite der Struktur reduziert und den Kraftübertragungsweg ändert, um Verformungen zu reduzieren und die Tragfähigkeit zu verbessern. Sie eignet sich für die strukturelle Verstärkung größerer Spannweiten, bei denen die lichte Höhe des Gebäudes nicht eingeschränkt ist.

Wartung

1. Auftragen eines Festigungsmittels

Zunächst wird ein spezielles Festigungsmittel auf die Betonoberfläche aufgetragen. Der Hauptzweck besteht darin, die Festigkeit zu erhöhen, damit die gesamte Struktur näher an die Konstruktionsspezifikationen herangeführt werden kann. Die Aufgabe des Festigungsmittels besteht darin, den Beton hart und fest zu machen, als ob eine Schicht aus Maschen hinzugefügt worden wäre.

2. Tragen Sie ein Festigkeitsmittel

auf die Betonoberfläche auf, um sie zu verstärken. Dieses Material ist eine farblose, transparente Flüssigkeit, die direkt auf die Betonoberfläche aufgetragen wird. Sie trocknet nach 24 Stunden und hat eine starke Durchdringungskraft, die sich sehr gut auf die Härte, Dichte und Druckfestigkeit des Betons auswirkt. Nach dem Bau ist es weniger wahrscheinlich, dass der Beton abplatzt oder Risse bekommt.

3. Dampfhärtung

Wenn der Standard nicht zu hoch ist, kann die Intensität der Wartung erhöht werden. Die Dampfhärtung ist eine gängige Methode zur Betonpflege. Achten Sie auf die vier Phasen, für die jeweils strenge Temperaturanforderungen gelten. In der anfänglichen statischen Phase sollte eine Temperatur von 5 °C oder höher aufrechterhalten werden, und die Temperatur sollte erst 6 Stunden nach dem Gießen erhöht werden. Die Temperatur sollte nicht um mehr als 10 °C pro Stunde erhöht werden. Während der konstanten Temperaturperiode sollte die Innentemperatur unter 60 °C gehalten werden, und die Temperatur sollte nach Abschluss der Wartung nicht um mehr als 10 °C pro Stunde gesenkt werden.

4. Natürliche Aushärtung

Bei Beton, der im Freien verbaut wird, wie z. B. bei Straßen, wird in der Regel eine natürliche Aushärtung angewendet, d. h. die Aushärtung erfolgt mit der Schalung an Ort und Stelle. Die Schalung muss während der Aushärtungszeit eingewickelt bleiben, und es muss bewässert und besprüht werden, um die Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten. An den Fugen der Schalung darf kein Wasser verloren gehen. In der Regel sollte die Schalung 24 bis 48 Stunden nach dem Gießen leicht gelockert werden, um sicherzustellen, dass die Schalung später gut entfernt und entschalt werden kann. Nach dem Lösen sollte auch eine Bewässerung und Feuchtigkeitspflege durchgeführt werden.

Konkrete Kontrolle der anormalen Aushärtung

Heutzutage wird häufig Fertigbeton verwendet. Die Verarbeitbarkeit, Haltbarkeit, Festigkeit und andere Eigenschaften von Beton wurden unter der Kontrolle von Mischanlagen erheblich verbessert. Aufgrund der Transportentfernung, der Zementsorten, der Beimischungen und aus anderen Gründen ist die anormale Aushärtungszeit von Fertigbeton jedoch zu einem wachsenden Problem geworden.

1 Aushärtungszeit von Beton

Nach der Zugabe von Wasser zu handelsüblichem Beton hydratisiert der Zement und mit der Zeit verliert der Schlamm allmählich seine Flüssigkeit und Plastizität. Dieser Vorgang wird als Abbinden des Betons bezeichnet. Die Erstarrungszeit ist die Zeit vom Mischen des Zements mit Wasser bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Schlamm beginnt, seine Plastizität zu verlieren. Die Endfestigkeit ist die Zeit vom Mischen des Zements mit Wasser bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Schlamm seine Plastizität vollständig verliert und beginnt, Festigkeit zu entwickeln.

2 Arten von abnormalem Abbinden des Betons

Die abnormale Abbindezeit von Beton äußert sich in der Regel auf drei Arten: langsames Abbinden, schnelles Abbinden und Pseudoabbinden. Schnelles Abbinden und Pseudoabbinden können zu Schwierigkeiten beim Betonieren führen. Langsames Abbinden kann zu einem längeren Ausschalen der Schalung, einer geringen Frühfestigkeit und in schwerwiegenden Fällen dazu führen, dass die Festigkeit nach 28 Tagen nicht den Entwurfsanforderungen entspricht, was zu einem Qualitätsvorfall führt.

3 Analyse der Ursachen und Gefahren einer anormalen Betonhärtung

3.1 Schnelle und Pseudo-Härtung

Schnelle Härtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zementbrei nach dem Kontakt mit Wasser schnell zu einer sehr groben Mischung mit schlechter Verarbeitbarkeit aushärtet und schnell unter starker Wärmeabgabe aushärtet. Pseudo-Härtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zement nach dem Kontakt mit Wasser innerhalb weniger Minuten ohne nennenswerten Temperaturanstieg aushärtet. Wenn er zu diesem Zeitpunkt erneut gemischt wird, kann er seine Plastizität wiedererlangen und in seiner üblichen Form zum Gießen und Aushärten verwendet werden.

Dafür gibt es mehrere Hauptgründe:

Erstens ist der Kalzinierungsprozess im Zementofen nicht ausreichend oder sogar unzureichend, und der Klinker enthält reduzierten Klinker.

Zweitens enthält der Zement viele Alkalien, und Alkalicarbonat kann mit Ca(OH)2 im Zement reagieren, um CaCO3 auszufällen. Die Bildung dieses zementartigen Carbonats beschleunigt das Abbinden des Zements.

Drittens kann auch die unsachgemäße Verwendung von frühfestem Zement (mit einem R gekennzeichneter Zement) zu einem schnellen Abbinden des Betons führen.

Viertens: Bei der Verwendung von Zusatzmitteln wie Calciumlignosulfonat, Calciumsulfoaluminat, Polycarboxylhydroxyalkylaminen und organischen Verbindungen, die Hydroxylcarbonsäuren enthalten, oder Verbundzusatzmitteln, die diese Inhaltsstoffe enthalten, kann es aufgrund der Unverträglichkeit zwischen dem Zusatzmittel und dem Zement zu einer schnellen Aushärtung kommen.

Fünftens: Eine schnelle Aushärtung kann auch dann auftreten, wenn die Umgebungstemperatur während des Mischens des Betons höher als 35 °C ist und die Temperatur des Betons am Auslass des Mischers höher als 35 °C ist.

3.2 Verzögerte Aushärtung

Die Bauingenieurwissenschaften schreiben vor, dass die endgültige Abbindezeit von Beton in der Regel etwa 10 bis 14 Stunden beträgt (außer bei Beton mit besonderen Anforderungen). Eine verzögerte Abbindezeit liegt vor, wenn die endgültige Abbindezeit von Beton die vorgesehene oder erwartete Abbindezeit erheblich überschreitet. Dafür gibt es mehrere Hauptgründe:

Erstens ist die Abbindezeit von Zement zu lang. Die Abbindezeit von Beton wird hauptsächlich durch die Abbindezeit von Zement bestimmt, sodass die Abbindezeit von Zement die Länge der Abbindezeit von Beton bestimmt.

Zweitens sind übermäßige Mengen an Verzögerern oder verzögernden Wasserreduzierern die Hauptursache für lange Abbindezeiten von Beton oder sogar für das Nichtabbinden über mehrere Tage.

Drittens ist es wahrscheinlich, dass es zu einem abnormalen Abbinden kommt, wenn die Qualität oder Menge der Zusatzstoffe (Flugasche, Mineralpulver usw.) nicht angemessen ist. Übermäßige Mengen können zu einem verzögerten Abbinden führen.

Viertens: Unverträglichkeit zwischen Wasserreduzierern und Zement und Zusatzstoffen.

Fünftens: ungeeignete Bautechniken oder -maßnahmen.

Sechstens, zusätzlich zu den oben genannten Faktoren. Niedrige Umgebungstemperatur, geringe Aktivität des Mischmaterials (oder der mineralischen Beimischung) und große Beimischungsmenge sowie zu grober Zement können ebenfalls zu einer verlängerten Abbindezeit des Zements führen.

Wenn Beton langsam abbindet, können folgende Gefahren entstehen: Erstens, Verzögerungen im Bauablauf, die dazu führen können, dass nachfolgende Prozesse nicht normal ablaufen können. Zweitens, die endgültige Abbindezeit ist zu spät, was zu einer schlechten Betonqualität führt. Drittens, es entsteht ein erheblicher wirtschaftlicher Verlust.

4. Verhinderung von anormaler Abbindezeit

4.1. Untersuchung der vom Rohstoffwerk hergestellten Rohstoffe

Bei der Auswahl der Rohstoffe für die Mischanlage sollte im Vorfeld eine Untersuchung der von der Rohstofffabrik hergestellten Rohstoffe durchgeführt werden. Die Inspektion sollte keine reine Formalität sein und der Preis sollte nicht die einzige Grundlage für die Beurteilung sein. Am Beispiel von Zementwerken sollten strenge Kontrollen in Bezug auf den Produktionsumfang, die Produktionskapazität, das Prozessniveau, das Personalniveau, das Messmanagement und andere Aspekte durchgeführt werden. Insbesondere sollte sichergestellt werden, dass Zementwerke keinen Anhydrit, halbhydratisierten Gips, Phosphorgips und andere vorbereitete Materialien für Zement verwenden können. Wählen Sie Zement mit der richtigen Abbindezeit. Zement mit einer langen Abbindezeit ist eine wichtige Ursache für das extrem langsame Abbinden von Beton. Im Allgemeinen sollte Drehrohrofen-Zement für die Herstellung von Transportbeton bevorzugt werden, und Hochofen-Zement sollte sorgfältig ausgewählt werden; es sollte Portlandzement und gewöhnlicher Portlandzement gewählt werden.

4.2 Verstärkte Kommunikation mit Rohstoffherstellern

Während des Betonherstellungsprozesses sollte die Kommunikation mit den Rohstoffherstellern verstärkt werden. Wenn sich die Schlüsselindikatoren der von den Rohstoffherstellern bereitgestellten Rohstoffe, wie z. B. die Verarbeitungstechnologie und das Mischungsverhältnis der Komponenten, ändern, sollte die Situation rechtzeitig erfasst und Maßnahmen ergriffen werden. Wenn sich die Jahreszeit ändert und der Hersteller wechselt, sollte die Anpassungsfähigkeit von Zement, Zusatzmitteln und Mischmaterialien getestet werden. 4.3 Zusatzmittel richtig auswählen

Insbesondere sollte eine Überdosierung von Verzögerern oder Verzögerer-Wasserreduzierern vermieden werden. Die Wahl des Verzögerers oder Verzögerer-Wasserreduzierers sollte von Fall zu Fall getroffen werden. Da einige Verzögerer oder Verzögerer-Wasserreduzierer eine starke verzögernde Wirkung haben, kann eine Überdosierung zu einer Verzögerung oder sogar zu einem langfristigen Nichtaushärten führen, sodass die Dosierung genau sein muss. Da die Dosierung sehr gering ist, ist es am besten, ein wasserbasiertes Mittel zu verwenden oder das feste Material vor der Zugabe in Wasser aufzulösen.

4.4 Kontrolle des zum Mischen von Beton verwendeten Wassers

Wenn das zum Mischen von Beton verwendete Wasser Substanzen wie Öl, Säure oder Zucker enthält oder wenn die fertige Härtungsschicht diese Arten von Substanzen enthält, kann dies ebenfalls zu einem anormalen Abbinden führen. Aus diesem Grund schreiben die Vorschriften vor, dass das in der Mischanlage verwendete Anmachwasser Wasser sein sollte, das die erforderlichen Tests bestanden hat.

4.5 Strenge Messverwaltung der Mischanlage

Ein Metrologe muss ernannt und das örtliche (Bezirks- oder städtische) Metrologiebüro mit der Durchführung von Kalibrierungsprüfungen am Betonmischer und anderen Produktions- und Prüfgeräten beauftragt werden. Der Bestätigungsbericht der Kalibrierungsprüfung muss von der Mischanlage organisiert und archiviert werden. Der Metrologe muss die Probenahme, Reparatur und Wartung der Produktions- und Prüfgeräte durchführen. Nicht lizenziertes Personal darf die Geräte nicht benutzen, und die Verwendung und der Betrieb der Geräte müssen streng nach den Verfahren und Standards erfolgen. Dadurch werden Probleme mit dem Beton vermieden, die durch Messprobleme mit den Geräten verursacht werden.

4.6 Strenge Verwaltung der Prüfkammer der Mischanlage

Das Labor ist ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle in der Mischanlage. Die Abbindezeit von Beton kann durch den Eindringwiderstand von 3,5 MPa und 28 MPa bestimmt werden. Daher ist das Labor der Mischanlage der direkteste und effektivste Weg, um die Abbindezeit des fertigen Betons zu kontrollieren. Bei jedem Wechsel der Jahreszeit, bei Änderungen am Projekt oder bei Änderungen der Rohstoffe sollte das Labor als erstes die Änderung der Abbindezeit melden und das Mischungsverhältnis anpassen.