Beitrag zur Entwicklung eines EDV-Programmes zur Optimierung der Packungsdichte von Beton

Abstract

Die stetig steigenden Anforderungen seitens Nutzer, Architektur, Tragwerksplanung und Bauindustrie führen zu immer höheren, weiteren und filigraneren Bauwerken mit unterschiedlichsten Nutzungsanforderungen. Dementsprechend müssen auch die verwendeten (Verbund-) Baustoffe den höher werdenden Ansprüchen entsprechen. Am Beispiel des Betons ist dies durch die Entwicklung von hochfesten Betonen bis hin zu ultrahochfesten Betonen erkennbar. Es wird ein Baustoff gewünscht, der sich durch seine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Verarbeitbarkeit auszeichnet. Diese Eigenschaften lassen sich neben dem Einsatz neuester Mischverfahren vor allem durch die optimale Zusammensetzung der Ausgangsstoffe des Betons, sowie der Verwendung von diversen Zusatzstoffen erreichen. Im Allgemeinen gilt, je dichter das Gefüge des Betons, desto höher die Festigkeit. Die Dichtigkeit kann durch ein reines Auffüllen von bestehenden Hohlräumen mittels feinerer Bestandteile erhöht werden, oder durch chemisch reaktive Stoffe die durch ihre Reaktion beim Abbinden des Betons selbst zur Festigkeitsentwicklung beitragen. Betrachtet man die reine physikalische Füllerwirkung, kann demzufolge allein durch eine optimale Abstimmung der einzelnen Bestandteile hinsichtlich der Korngröße und Kornverteilung eine wesentlich höhere Festigkeit erzielt werden. Ein Parameter der diese Abstimmung der einzelnen Körner zueinander darstellt, ist die Packungsdichte. Dementsprechend stellt sie einen der wesentlichsten Faktoren zum Erreichen hoher Festigkeiten dar. Eine optimale Zusammensetzung zu finden ist jedoch von diversen Faktoren abhängig und bedingt ein aufwendiges Rechenverfahren, weshalb der Bedarf eines entsprechenden computerunterstützten Programmes besteht.

Countinously increasing demands of users, architects, structural design and building industry lead to higher, wider and filigreeder buildings with widely varied use requirements. Thus also the used (composite) building materials have to meet the rising standars. Using the example of concrete this is discernible by the development from high-strength concrete through to ultra high-strength concrete. A building material is desired, that distinguishes itself by high strength while at the same time good processability. In addition to the use of latest mixing processes this properties can be achieved by a optimum composition of the source materials as well as the use of various additives. In general, the denser the concrete, the higher the strength. The tightness can be increased by the filling of voids with finer components or by the use of chemical reactive materials, which contribute to the strength development by their chemical reaction during the process of binding concrete. Considering the physical filler effect, a significantly higher strength can be obtained alone through the optimal coordination of the various components regarding grain size and grain distribution. Packing density is a parameter that represents the coordination of the individual grains. Accordingly it constitutes one of the most essential factors for achieving high strength. Finding the optimum composition depends on various factors and requires a complex calculation procedure. Thus there is a need for a corresponding computer program.