Sekundärrohstoffe zur Betonherstellung - Eigenschaften und Eignungsbewertung Katrin Rübner , Tristan Herbst, Petra Jakubcová Fachgruppe Baustoffe, Abteilung Bauwerkssicherheit BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin R’10, Weimar [email protected]
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Sekundärrohstoffe zur Betonherstellung - Eigenschaften und ... · Korngrößenverteilung + Kornform DIN EN 933 Kornfestigkeit DIN EN 13055-1 chemische Eigenschaften DIN EN 1744-1
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Sekundärrohstoffe zur Betonherstellung - Eigenschaften und Eignungsbewertung
europäische Produktnormen für Bauprodukte (Baustoffe)
nationales Regelwerk = Anwendungsnorm
Bauregelliste BRL (zusätzliche Anforderungen für Deutschland, z.B. Nachweis der Umwelt-verträglichkeit in allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung)
Für RC-Baustoffe, die von keiner europäischen oder nationalen Normerfasst werden, ist für die Verwendung im Beton generell eine allgemeinebauaufsichtliche Zulassung durch das DIBt notwendig.
Festlegungen zu Prüfungen (Art, Durchführung und Umfang) undErgebnisbewertung auf Grundlage von Normen, DIBt-Zulassungs-grundsätzen, DAfStb-Richtlinien durch den Sachverständigenausschuss
Anamnese zur Historie, Herkunft und Herstellungder Sekundärrohstoffe bzw. der damit hergestellten Bauprodukte
Untersuchungen von Umweltverträglichkeit undgesundheitlicher Unbedenklichkeit
Analyse der Gleichmäßigkeit, Unschädlichkeit und Wirksamkeit der Recyclingstoffe
Einsatz im Beton und Ermittlung der Frisch- und Festbetoneigenschaftenunter Berücksichtigung von Festigkeits- und Expositionsklassen
Nachweis der Dauerhaftigkeit des Betons(Schwinden, Frostwiderstand, Karbonatisierungswiderstand, Alkaliempfindlichkeitsklasse)
Betontechnologische Untersuchungen zum Nachweis der bautechnischen Eigenschaften
A. Schnell: Aufbaukörnungen aus heterogenem Abbruchmaterial, R‘10
0102030405060708090
100
pH s Cl- SO4 As Pb Cd Crges Cu Ni V Zn
BG 2-4 mm
BG 4-8 mm
Ant
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wer
t in
%
Cl- SO42- Crges
Eluatuntersuchung der Blähgranulate(Grenzwerte nach DIBt-Zulassungsgrundsätzen LAGA 20 für Z2)
Anamnese
Umwelt-verträglichkeit
GleichmäßigkeitWirksamkeit
Frisch-/Festbeton-eigenschaften
Dauerhaftigkeit
bautechnischeEigenschaften
Blähgranulat
Zulassungsgrundsätze für die Bewertung der Auswirkungen vonBauprodukten auf Boden und Grundwasser, Teile 1-3,Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Mai 2009
Bewertung: - chemische Zusammensetzung der Bauprodukte- jeweils im vorgesehenen Anwendungsfall durch Einwirkung von
Wasser eluierbare Inhaltsstoffe und deren mögliche Auswirkungenauf die Beschaffenheit von Boden und Grundwasser
µg/lµg/lµg/lµg/lµg/lµg/lµg/lµg/lmg/lmg/lµS/cm
400300100200100510050600150300012,5
R’10, Weimar
Anamnese
Umwelt-verträglichkeit
GleichmäßigkeitWirksamkeit
Frisch-/Festbeton-eigenschaften
Dauerhaftigkeit
bautechnischeEigenschaften
Blähgranulat
Gleichmäßigkeit der Produkteigenschaften (Umweltverträglichkeit undbautechnische Eigenschaften)
Einfluss der Variationsbreite der Ausgangsstoffe auf die Produkt-eigenschaften
Korngrößenverteilung + Kornform DIN EN 933 Kornfestigkeit DIN EN 13055-1 chemische Eigenschaften DIN EN 1744-1 Schüttdichte 1097-3, Rohdichte + Wasseraufnahme DIN EN 1097-6,
Reindichte + Porosität DIN 66137 weitere mechanische, physikalische und thermische Eigenschaften
DIN EN 1097, DIN EN 1367
0,1 0,2 0,2 0,2 0,2
99,0
0,2 0,4 0,4 0,4
100
1,90,5
11,2
0,4
100
020406080
100
0,06 0,13 0,25 0,50 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 31,5 63,0Korngröße in mm
Korngrößenverteilung + Kornform DIN EN 933 Kornfestigkeit DIN EN 13055-1 chemische Eigenschaften DIN EN 1744-1 Schüttdichte 1097-3, Rohdichte + Wasseraufnahme DIN EN 1097-6,
Reindichte + Porosität DIN 66137 weitere mechanische, physikalische und thermische Eigenschaften
DIN EN 1097, DIN EN 1367
0
2
4
6
8
Blähgranulat A L
Korn
festig
keit i
n N/m
2-4 mm 4-8 mm
Kor
nfes
tigke
it in
N/m
m²
Kornfestigkeit der Blähgranulate(Vergleichsmaterial handelsüblicher Blähton)
5
10
15
20
25
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600Zeit in min
A 2-4 mm A 4-8 mmL 2-4 mm L 4-8 mmBG 2-4 mm BG 4-8 mm
Korngrößenverteilung + Kornform DIN EN 933 Kornfestigkeit DIN EN 13055-1 chemische Eigenschaften DIN EN 1744-1 Schüttdichte 1097-3, Rohdichte + Wasseraufnahme DIN EN 1097-6,
Reindichte + Porosität DIN 66137 weitere mechanische, physikalische und thermische Eigenschaften
DIN EN 1097, DIN EN 1367
Wasseraufnahme der Blähgranulate(Vergleichmaterial handelsüblicher Blähton)
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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600Zeit in min
A 2-4 mm A 4-8 mmL 2-4 mm L 4-8 mmBG 2-4 mm BG 4-8 mm
Was
sera
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in %
Wasseraufnahme der Blähgranulate(Vergleichsmaterial handelsüblicher Blähton)
Konsistenz + Frischbetonrohdichte DIN EN 12350 Festbetonrohdichte + Porosität DIN EN 12390-7, DIN 66137 Druckfestigkeit + Biegezugfestigkeit DIN EN 196-1, DIN EN 12390-4 dynamischer + statischer E-Modul DAfStb Heft 422, DIN EN 12390-2
Druckfestigkeit der Betone mit Blähgranulat als Gesteinskörnung
0
10
20
30
40
50
7 d 28 d 56 d
BG L A
Dru
ckfe
stig
keit
in N
/mm
²
Sieblinie A/B 8 mit 0-2 mm Sand, 2-4 und 4-8 mm leichter GesteinskörnungCEM I 32,5 R, 450 kg/m³, Konsistenz F4w/z = 0,50 und Absorptionswasser 70-80 % der 60 min-Wasseraufnahme
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
1 3 7 14 21 28
Zeit in Tagen
L A BG
-0,67Läng
enän
deru
ng in
mm
/m
Schwindverhalten der Betone mit Blähgranulat als GesteinskörnungR’10, Weimar [email protected]
Anamnese
Umwelt-verträglichkeit
GleichmäßigkeitWirksamkeit
Frisch-/Festbeton-eigenschaften
Dauerhaftigkeit
bautechnischeEigenschaften
Blähgranulat
Frostwiderstand DIN EN 13055-1, DIN CEN/TS 12390-9 Karbonatisierungswiderstand DIN CEN/TS 12390-10 Schwindverhalten DIN 52450 Alkaliempfindlichkeitsklasse DAfStb Alkali-Richtlinie
Zulassungsgrundsätze für die Bewertung der Auswirkungen vonBauprodukten auf Boden und Grundwasser, Teile 1-3,Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Mai 2009
Filterrückstand
Eluatuntersuchung des Filterrückstands(Grenzwerte nach TA Siedlungsabfall)
chemische Eigenschaften DIBt-Zulassungsgrundsätze, DIN EN 13263-1,DIN 51729, DIN EN 196-2
Korngrößenverteilung DIN EN 933-10 + Feinheit DIBt-Zulassungsgrundsätze spezifische Oberfläche DIN ISO 9277, DIN EN 196-6 + Wasseraufnahme Erstarren + Raumbeständigkeit DIN EN 196-3
Filterrückstand
Chemische und physikalische Eigenschaften des Filterrückstands
Eigenschaft Dichte in g/cm³
Spez. Oberfläche
in m²/g
Mesoporen-volumen in cm³/g
Häufigster Porenradius
in nm
Filterprodukt 2,35 196 0,77 16
Filterprodukt aufbereitet 2,26 289 0,90 15
Grenzwert* -- > 18 < 25 -- --
* DIBt-Zulassungsgrundsätze
Bestandteil in M.-% SiO2 MgOges CaOges SO3 K2O/Na2O Cl- G
Druckfestigkeit der Mörtel mit Filterrückstand als Betonzusatzstoff
Normsand, CEM I 32,5 R, 5 -10 % FR, Bindemittel 450 kg/m³,w/b = 0,50, FM 21
Anamnese
Umwelt-verträglichkeit
GleichmäßigkeitWirksamkeit
Frisch-/Festbeton-eigenschaften
Dauerhaftigkeit
bautechnischeEigenschaften
Konsistenz + Frischbetonrohdichte DIN EN 12350-5 und 6 Festbetonrohdichte + Porosität DIN EN 12390-7, DIN 66137 Druckfestigkeit + Biegezugfestigkeit DIN EN 196-1, DIN EN 12390-4 dynamischer + statischer E-Modul DAfStb Heft 422, DIN EN 12390-2
Filterrückstand
-1,0
-0,6
-0,2
0,2
1 2 7 14Alter in
0 % 5 %-1,0
-0,6
-0,2
0,2
1 2 7 14 21 28 56 90Alter in Tagen
0 % 5 % 10 % KFR
Mörtel
Läng
enän
deru
ng in
mm
/m
Schwindverhalten der Mörtel mit Filterrückstand als Betonzusatzstoff
Anamnese
Umwelt-verträglichkeit
GleichmäßigkeitWirksamkeit
Frisch-/Festbeton-eigenschaften
Dauerhaftigkeit
bautechnischeEigenschaften
Konsistenz + Frischbetonrohdichte DIN EN 12350-5 und 6 Festbetonrohdichte + Porosität DIN EN 12390-7, DIN 66137 Druckfestigkeit + Biegezugfestigkeit DIN EN 196-1, DIN EN 12390-4 dynamischer + statischer E-Modul DAfStb Heft 422, DIN EN 12390-2 Frostwiderstand DIN EN 13055-1, DIN CEN/TS 12390-9 Karbonatisierungswiderstand DIN CEN/TS 12390-10 Schwindverhalten DIN 52450 Alkaliempfindlichkeitsklasse DAfStb Alkali-Richtlinie