Charakterisierung, Optimierung und Entwurf von pumpfähigen Betonen

Die Anwendungen von Pumpen zur Förderung von Beton auf der Baustelle werden stetig mehr. Derzeit liegt der Anteil des gepumpten Transportbetons innerhalb der EU bei ca. 40 %. Bisher besteht allerdings keine normative Regelung für das Pumpen von Beton, worin die erforderlichen Eigenschaften wie auch die entsprechenden Prüfverfahren definiert sind. Beim Pumpvorgang findet eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem gepumpten Beton (Konsistenz, Viskosität, Größtkorn, Granulometrie, …) und der Pumpentechnik (Pumpendruck, Pumpleitungslänge und -durchmesser, ...) statt. Einerseits hängt der erforderliche Pumpendruck von der spezifischen Betonzusammensetzung ab. Andererseits steigt die Gefahr der Entmischung des Betons infolge eines zu hohen Pumpendrucks. Das komplexe Zusammenspiel der beton- und pumptechnischen Einflussfaktoren kann bisher noch nicht ausreichend genau beschrieben werden. Aus diesem Grund hängt die Auslegung der Pumptechnik in der Baupraxis in der Regel von rein empirischen „Trial-and-Error“-Verfahren ab. Bei anspruchsvolleren Betonierarbeiten werden mittlerweile sehr aufwändige 1:1-Pumpversuche mit den vorgesehenen Pumpenkonstellation (Pumpe und Pumpleitungen) erforderlich, damit die Pumpbarkeit der konzipierten Betonzusammensetzung im Vorfeld überprüft werden kann.

Ziel:

Vor dem Hintergrund des erforderlichen hohen Pumpendrucks beim Fördern von Beton über lange Förderstrecken und der fehlenden Kenntnisse über die erforderlichen Eigenschaften eines pumpfähigen Betons sollen geeignete Prüfverfahren zur Charakterisierung der Pumpfähigkeit entwickelt werden. Diese Prüfverfahren sollen so konzipiert werden, dass es möglich wird, die pumpfähigkeitsrelevanten Parameter unter Laborbedingungen ermitteln zu können. Dabei werden die Druck-Durchfluss-Verhältnisse von unterschiedlichen Betonzusammensetzungen sowie deren Stabilitätseigenschaften unter Druck untersucht. Anschließend werden Pumpversuche durchgeführt, um die Aussagekraft der Laborprüfverfahren zu überprüfen und mögliche Korrelationen zwischen den Ergebnissen aus dem Labor und der Pumpversuche herzustellen. Darüber hinaus werden mithilfe der Laborprüfverfahren die Einflüsse verschiedener Ausgangsstoffe sowie Zusammensetzungen auf die Pumpfähigkeit von Beton untersucht. Auf Grundlage der Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen dann geeignete Optimierungsstrategien und Entwurfskonzepte für pumpfähige Betone entwickelt werden. Mit Anpassung und Weiterentwicklung der verwendeten Laborprüfverfahren sollen herstellungstaugliche Eignungskriterien und baustellentaugliche Annahmekriterien entwickelt werden. Diese Vorgehensweise soll zur Steigerung der Qualität des Betons sowohl in der Herstellung als auch im Einbauprozess beitragen.