Betonprüfung [2]

Betonprüfung. Die Festigkeitseigenschaften des Betons werden in der Regel nach seiner Druckfestigkeit beurteilt. Auf Anregung von v. Emperger [1], [2] besteht aber das Beilreben, den Druckversuch nach einem zuerst von Sanders angegebenen Verfahren [3] durch den Biegeversuch mit eisenbewehrten Balken zu ersetzen.

Der Bewehrungsbetrag φ soll hierbei so stark bemessen werden, daß die Zerstörung des Balkens durch Ueberwindung der Druckfestigkeit des Betons erfolgt, ohne daß die Eiseneinlagen bis zur Streckgrenze beansprucht werden. Emperger verwendet 2,3 m lange Balken von 7 cm Breite und 10 cm Höhe mit 2 m Stützweite, in die, 2 cm von der Unterseite entfernt, 1 oder 2 Rundeisen von 1,2 cm Durchmesser eingebettet sind, entsprechend φ = 1,6 und 3,2%. Außerhalb der Stützen sind die Eisen nach oben umgebogen. Die Belastung erfolgt an zwei Stellen, je 25 cm von der Balkenmitte entfernt, durch direkte Gewichtsbelastung. Buchheim & Heister [5] bauen für den Biegeversuch den Apparat (s. die Figur). Die Stützweite beträgt hier 85 cm und der Abstand zwischen den Kraftangriffsstellen 25 cm. Der Probebalken von 1,0 cm Breite, 1,2 cm Höhe und 100 cm Länge ist zur Bewehrung auf der Zugseite mit einem Bandeisen von 0,5 cm Dicke (r = 4,25%) belegt, das um die Balkenköpfe herumgreift und in den Beton hineinragende Ansätze trägt. Dieses Bandeisen, das nach beendetem Versuch zu weiteren Proben verwendet wird, bildet beim Stampfen des Balkens den Boden und die Endflächen der Form, zwei seitwärts dagegengestellte Bretter deren Seitenflächen. Die Hebelverhältnisse des Apparates sind so gewählt, daß die Belastung der Probe gleich dem 133,3 fachen des Wassergewichtes ist, das in die Schale eingelassen ist. Die Vor- und Nachteile der Balkenprobe vor dem Druckversuch (Würfelprobe) sind mehrfach erörtert [7]–[11]. Bei der Würfelprobe ist die Herstellung und Prüfung einfacher, die erhärtete Probe weniger empfindlich, der Bruch scharf ausgeprägt, die Festigkeitsberechnung frei von Hypothesen, der Einfluß der Stampfarbeit geringer, die Prüfung erfordert aber teure Maschine oder große Transportkosten für die Proben. Die leichte Ausführbarkeit der Balkenprobe auf dem Bauplatz fördert die Neigung zu Materialuntersuchungen. – Entscheidende Versuche über den Zuverlässigkeitsgrad beider Versuchsarten bei gleichem Material stehen noch aus. Nach Suenson [4] wächst die aus der Biegefestigkeit berechnete Druckfestigkeit (die Biegedruckfestigkeit) mit dem Bewehrungsbetrag φ bis zu φ = 4%, bleibt bei φ = 4–18% konstant und wächst dann wieder mit φ. Suenson fordert mindestens φ = 6%.[80] Einzellast in der Mitte liefert höhere Werte als zwei Lastangriffe [4], [12]; bei der letzteren waren aber die Ergebnisse zuverlässiger [4]. Die Biegedruckfestigkeit ist um 20–80% größer als die Würfelfestigkeit [4], [6], [12]. Geringe Abweichung der Eisenbewehrung von der gewollten Lage beeinflußt das Ergebnis stark [13].

Für die Ausführung der Druckversuche mit Stampfbeton sind vom Deutschen Ausschuß für Eisenbeton besondere Bestimmungen aufgestellt [14]; sie unterscheiden sich in A, »Normen für vergleichende Versuche (Laboratoriumsversuche)« und B. »Bestimmungen für Druckversuche bei Ausführungen von Bauten.« Mit der Dauer des Mischens bis zu 8 Minuten wächst die Fertigkeit des Betons, längeres Mischen bleibt zunächst belanglos, und zu lange ausgedehnt schädigt es die Fertigkeit [15]. – Handmischung liefert geringere Fertigkeit als Mischen mit der Maschine [15]; Bach fand den Unterschied zu 6,5–8,3% und bei trocken angemachtem Beton größer als bei nassem. – Kleinere Würfel liefern höhere Druckfestigkeiten als größere Würfel; der Einfluß wächst mit dem Alter der Proben [16], [12]. – Die Verminderung der Festigkeit durch vermehrten Wasserzusatz ist bei Druck größer als bei Zug [17]. – Die Druckfestigkeit ist bei Beanspruchung senkrecht zur Stampfrichtung größer als in der Stampfrichtung und im letzteren Falle bei gehobelten Druckflächen größer als bei abgeglichenen [17]. – Neuere Versuche über Volumänderung des Betons beim Erhärten liegen vor von Rudeloff [18], Graf [19], Goldbeck und Mesnager [20], [21]. Die Wärmeausdehnungszahl des Betons fand Rudeloff [18] übereinstimmend nach Erhärtung an der Luft oder unter Wasser zu 0,000010, Norton [22] zu 0,0000099.

Literatur: [1] »Beton und Eisen« 1903, S. 26. – [2] Ebend. 1911, S. 138. – [3] Ebend. 1902, S. 38. – [4] Ebend. 1910, S. 149 u. 1911, Heft XI. – [5] Ebend. 1912, S. 253. – [6] Ebend. 1912, S. 213 u. 280. – [7] Ebend. 1911, S. 405; 1912, S. 2, 92, 213, 253, 280. – [8] »Armierter Beton« 1911, S. 117, 151, 231, 263; 1912, S. 286; 1913, S. 143, 331. – [9] »Zement und Beton« 1911, Nr. 8. – [10] Zeitschr. für Betonbau 1913, S. 125. – [11] Zeitschr. des Verbandes deutsch. Arch.- u. Ing.-Ver. 1912, Nr. 32. – [12] Deutscher Ausschuß für Eisenbeton, Heft 19. – [13] »Beton und Eisen« 1912, S. 11. – [14] Verlag Ernst & Sohn, Berlin. – [15] »Beton und Eisen« 1912, S. 23. – [16] »Armierter Beton« 1912, S. 288. – [17] Mitteilungen über Forschungsarbeiten, Heft 72 bis 74. – [18] Deutscher Ausschuß für Eisenbeton, Heft 23. – [19] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1912, Nr. 51. – [20] »Le Ciment« 1911, Nr. 11. – [21] »Armierter Beton« 1911, S. 396. – [22] Engineering Record 1910, S. 748.

Rudeloff.

Maschine von Buchheim & Heister für Biegeversuche mit Eisenbetonbalken.