Entlüftungs‐ und Verdichtungsverhalten von Frischbeton

Das Verdichtungsverhalten von Frischbeton stellt eine entscheidende Eigenschaft bei der Herstellung leistungsfähiger und dauerhafter Betonbauteile dar. Es beeinflusst nicht nur die mechanischen Eigenschaften und Dauerhaftigkeit des fertigen Bauteils sondern auch dessen Ästhetik. Bislang kann das Verdichtungsverhalten aber nur indirekt über die Festlegung einer Konsistenzklasse beschrieben werden, wobei davon ausgegangen wird, dass das Verdichtungsverhalten mit zunehmender Konsistenz verbessert wird. Dieser Ansatz stößt jedoch durch den zunehmenden Einsatz von innovativen Betonen mit reduziertem Wassergehalt an seine Grenzen, da derartige Betone z. T. signifikant veränderte rheologische Eigenschaften aufweisen, wodurch das Aufstiegsverhalten von Luftblasen in Beton stark beeinflusst wird. Ziel des vorliegenden Beitrags war es daher, neuartige Untersuchungen zu den grundlegenden Mechanismen des Luftaufstiegs in Zementleim und Mörtel vorzustellen. Anschließend werden großmaßstäbliche Bauteilversuche beschrieben, in denen der Einfluss von Verdichtungsfrequenz und Verdichtungsdauer auf die Oberflächenporigkeit, die Druckfestigkeit und die Gefügeporosität im Festbeton untersucht wurde. Durch die Verknüpfung der Untersuchungen zu den grundlegenden Mechanismen des Luftaufstiegs mit der Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf baupraktische Großversuche zur Betonverdichtung können neue Erkenntnisse zur sicheren Betonentlüftung aufgezeigt werden.

The compaction behaviour of fresh concrete is a decisive characteristic in the production of high‐performance and durable concrete components. It affects not only the mechanical properties and durability of the finished component, but also its aesthetics. Until now, however, the compaction behaviour can only be described indirectly by defining a consistency class of the fresh concrete, assuming that the compaction behaviour improves with increasing consistency. This approach, however, is impeded by the use of innovative concretes with reduced water content, as such concrete may have significantly altered rheological properties, which greatly affect the ability of air bubbles to rise in the fresh concrete. The objective of this paper was therefore to present new investigations on the fundamental mechanisms of air bubble rise in cement paste and mortar. This is followed by large‐scale component tests in which the influence of compaction frequency and compaction time on surface porosity, compressive strength and microstructure porosity in hardened concrete were investigated. By linking the investigations of the basic mechanisms of air bubble rise with the transferability of the results to large‐scale practical construction tests for concrete compaction, new insights into proper concrete de‐airing can be demonstrated.