Hochleistungsbeton ist ein Beton mit hervorragender Verarbeitbarkeit, mechanischen Eigenschaften und Haltbarkeit, der durch umweltfreundliche Produktionsmethoden und strenge Baumaßnahmen unter Verwendung hochwertiger konventioneller Rohstoffe und einer optimierten Mischungsgestaltung hergestellt wird, um die spezifischen Anforderungen von Bauprojekten zu erfüllen. Als wichtiger umweltfreundlicher Baustoff ist die Förderung und Anwendung von Hochleistungsbeton im Infrastrukturbau von großer Bedeutung für die Verbesserung der Projektqualität, die Senkung der Gesamtkosten über den gesamten Lebenszyklus des Projekts, die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft, die Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie die Förderung der strukturellen Anpassung der Betonindustrie.
Technische Probleme mit Transportbeton-Hochleistungsbeton
1. Verlust des Setzmaßes im Laufe der Zeit
In der Praxis führt die unzureichende Berücksichtigung des Verlusts des Setzmaßes häufig zu Schwierigkeiten beim Pumpen oder Verdichten während des Gießens vor Ort, was sich auf die Baueffizienz und die Betonqualität auswirkt. Im Vergleich zum Mischen von Beton vor Ort ist der Zeitunterschied zwischen Mischen und Gießen bei Transportbeton erheblich größer. Der Lieferradius von Transportbeton liegt in der Regel innerhalb von 10 bis 20 km.
Die Zeitspanne zwischen dem Mischen von Transportbeton und dem Transport zur Baustelle kann mehr als eine Stunde betragen, einschließlich Transport- und Wartezeit. Daher ist der Verlust an Setzmaß von Transportbeton im Laufe der Zeit im Allgemeinen groß, insbesondere bei der Herstellung von Beton mit höherer Festigkeit oder hoher Fließfähigkeit.
Beim Pumpen von Transportbeton gilt: Je geringer das Setzmaß, desto höher der erforderliche Pumpendruck. Daher wird das Setzmaß häufig zur Bestimmung der Pumpbarkeit von Beton verwendet. Bei einem zu geringen Setzmaß ist die Reibung in den Rohren hoch. Durch Erhöhung des Pumpendrucks kann das Pumpen ermöglicht werden, aber bei hohem Druck erhöht sich der Verschleiß der Pumpenteile, der Beton neigt zur Austrocknung und schließlich verstopfen die Rohre. Wenn das Absacken zu groß ist, weist die Betonmischung trotz des reduzierten Pumpendrucks eine schlechte Kohäsion auf und es kommt zu einer deutlichen Entmischung, was ebenfalls zu Verstopfungen in den Rohren führen kann. Im Allgemeinen bildet sich bei einem kontrollierten Betonabsacken im Bereich von 160–180 mm eine dünne Schicht aus einer niedrigviskosen Aufschlämmung in der Wand des Förderrohrs, was dazu beiträgt, den Pumpwiderstand der Betonmischung zu verringern. Bei Hochleistungsbeton reicht es nicht aus, seine Pumpfähigkeit nur anhand des Absackens zu beurteilen, und auch der Kohäsionsindex muss umfassend berücksichtigt werden.
Bei Transportbeton aus Hochleistungsbeton geht das Absacken der Betonmischung aufgrund der physikalischen und chemischen Effekte während des Abbinde- und Aushärtungsprozesses relativ schnell vonstatten. Daher ist es notwendig, den Mechanismus des Absackverlusts und Gegenmaßnahmen zur Kontrolle des Absackverlusts zu untersuchen.
2. Es wurden noch keine Indikatoren zur Bewertung der Pumpleistung festgelegt
Die Pumpleistung ist ein wichtiger Aspekt der Verarbeitbarkeit von Transportbeton. Neben der Erfüllung der mechanischen und dauerhaften Eigenschaften, die für strukturelle Funktionen erforderlich sind, sollte der in einer Mischanlage hergestellte Transportbeton auch die Anforderungen einer Betonmischung mit geringem Setzverlust im Laufe der Zeit während des Transports und guter Pumpbarkeit während des Baus erfüllen. Sowohl theoretische Analysen als auch praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass die Betonmischung beim Pumpen in der Förderleitung eine Art Pfropfen bildet. Zwischen der Rohrwand und dem Rand des Pfropfens befindet sich eine dünne Schicht aus Schlamm mit geringer Viskosität, und an der Rohrwand befindet sich außerdem ein sehr dünner Wasserfilm, der den Beton während des Transports in der Rohrleitung schmiert. Um eine gute Pumpfähigkeit der Betonmischung zu gewährleisten, sollten daher die folgenden Anforderungen erfüllt werden: (1) Die Betonmischung kann eine dünne Schlammschicht bilden, die beim Transport in der Rohrleitung als Schmiermittel wirkt und den Widerstand des Betons während des Transports verringert. (2) Die Betonmischung sollte eine ausreichende Wasserretention und Kohäsivität aufweisen, um sicherzustellen, dass der Beton während des Pumpens nicht ausblutet oder sich entmischt und kontinuierlich und stabil in der Rohrleitung transportiert werden kann.
Die Faktoren, die die Pumpleistung von Beton beeinflussen, sind komplex und hängen eng mit Faktoren wie Zementgehalt, Wasser-Zement-Verhältnis, Sandanteil, Oberflächeneigenschaften, Partikelgröße und Abstufung der groben Zuschlagstoffe sowie der Qualität der Zusatzmittel, der Art und Dosierung der Zusatzmittel usw. zusammen. Daher ist die Pumpleistung von Transportbeton ein umfassender Leistungsindex, und es gibt derzeit keinen präzisen Bewertungsindex oder Prüfverfahren.
3. Auffällige Frührissbildung bei Transportbeton
Transportbeton hat einen hohen Zementgehalt, einen hohen Sandanteil und kleine grobe Zuschlagstoffe, was zu einer starken plastischen Setzung führt und den Beton in den frühen Phasen nach dem Gießen anfällig für Risse macht. Transportbeton weist auch ein großes Setzmaß auf (in der Regel über 200 mm), und bei vielen Hochhäusern beträgt das Setzmaß des Betons manchmal mehr als 220 mm. Bei Bauarbeiten hat sich gezeigt, dass Beton mit einem großen Setzmaß und hoher Fließfähigkeit in der Anfangsphase anfälliger für Risse ist als Beton mit einem kleinen Setzmaß und geringer Fließfähigkeit.
Bei bestimmten Wasser-Zement-Verhältnissen erfordert ein großer Setzverlust mehr Wasser pro Volumeneinheit, und mehr Wasser pro Volumeneinheit führt zu einer Erhöhung der verwendeten Zementmenge. Zement ist der Hauptbestandteil des zementartigen Materials in Beton und unterliegt während des Abbindens und Aushärtens des Betons einer chemischen Schrumpfung (d. h. einer autogenen Schrumpfung des Betons). Bei Hochleistungsbeton sinkt die relative Feuchtigkeit in der Mischung schnell unter 80 %, wenn das Wasser-Zement-Verhältnis weniger als 0,35 beträgt, und die Volumenreduzierung des Betons aufgrund von Selbstschrumpfung beträgt etwa 8 %, was eine wichtige Ursache für Risse in Hochleistungsbeton ist. Darüber hinaus schrumpft und reißt der Beton aufgrund des hohen Wasserverbrauchs pro Einheit in der späteren Phase der Betonhärtung, wenn das interne Wasser verdunstet.
Außerdem hat Transportbeton einen hohen Sandgehalt (in der Regel über 40 %) und die groben Zuschlagstoffpartikel sind kleiner (in der Regel 5–25 mm), um die Anforderungen für Transport und Pumpen zu erfüllen.
