Experimente zur Schwindreduktion von hochfesten Betonbauteilen durch Wärmebehandlung

Im Beitrag wird die Reduktion des Schwindens von hochfestem Beton durch eine Wärmebehandlung untersucht. Betone werden wärmebehandelt, um die Erhärtung zu beschleunigen und ein frühes Ausschalen zu ermöglichen. Durch eine geeignete Wahl der maximalen Behandlungstemperatur, der Aufheiz- und Abkühlrate sollen Schädigungen des Betongefüges minimiert werden. Dies führt zu Wärmebehandlungsdauern von mehr als 24 h, was für eine serielle Fertigung von Betonfertigteilen zu lange ist. Für eine minimal kurze Wärmebehandlung wird auf eine Vorlagerungszeit sowie eine reglementierte Aufheizrate verzichtet, sodass das Aufheizen direkt nach dem Betonieren beginnt. Diese Verkürzung hat Einfluss auf das Schwindverhalten. Es wird hier an Prismen mit und ohne Stahlfasern sowie an Balken mit einem Stabstahlbewehrungsgrad von 1,8 % und 3,1 % untersucht. Alle Proben werden bei 80 °C und 60 % rel. Luftfeuchte für 1, 2, 4, 6 und 24 h wärmebehandelt. Proben ohne Wärmebehandlung dienen als Referenz. Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Wärmebehandlungsdauer die Schwinddehnung deutlich reduziert wird. Sie wird zudem mit zunehmendem Bewehrungsgrad geringer. Um das Schwindverhalten in Abhängigkeit von der Wärmebehandlung zu prognostizieren, werden datenbasierte Antwortflächen abgeleitet und validiert. Dabei steigt die Vorhersagequalität mit zunehmendem Betonalter.

Experiments on shrinkage reduction of high-performance concrete components by heat treatment
The paper investigates the shrinkage reduction of high-performance concrete by heat treatment. Concretes are heat treated to accelerate hardening and to allow early stripping. Damage to the concrete structure is to be minimized by a suitable choice of maximum treatment temperature, heating and cooling rate. This leads to temperature durations of more than 24 h, which is not suitable for a serial production of precast concrete parts. For a minimally short heat treatment, a pre-storage time and a regulated heating rate are omitted so that the heating starts directly after concreting. This shortening of the temperature duration has an influence on the shrinkage behavior. It is investigated here on prisms with and without steel fibers, as well as on beams with rebar ratios of 1.8 % and 3.1 %. All specimens are heat treated at 80 °C and 60 % relative humidity for 1, 2, 4, 6, and 24 h. Specimens without heat treatment serve as reference. The results show that the shrinkage strain is significantly reduced with increasing temperature duration. It also decreases with an increasing rebar ratio. In order to predict the shrinkage behavior as a function of temperature duration, data-based response surfaces are derived and validated. Thereby, the prediction quality increases with increasing concrete age.