Innovative Betonzusatzmittel für Industrieböden - Expertenforum Industrieböden Ludwigshafen, 07.11.2018 - Asset
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Expertenforum Industrieböden Innovative Betonzusatzmittel für Industrieböden Dr. Oliver Mazanec Head of Product Management AS Europe Ludwigshafen, 07.11.2018
Industrieböden und Anforderungen
Unbewehrte Bodenplatte mit Fugenlose großflächige Bodenplatte mit
planmäßiger Fugeneinteilung Bewehrung und geplanter maximaler Rissweite
Einbau Nutzung
▪ Einbau und Verdichtung des Betons ▪ Verkehrslasten (Flächen-, Punkt-,
▪ Glättbarkeit des Betons statische/dynamische Lasten)
▪ Temperaturbeanspruchungen (Hydratations- ▪ Austrockung (Feuchtegradient im Querschnitt)
wärme, gleichmäßige Erwärmung/Abkühlung) ▪ Schwinden (gleichmäßig und ungleichmäßig)
▪ Austrockung (Feuchtegradient im Querschnitt) ▪ Mechanische Angriffe (Schleifen, Rollen, Frost)
▪ Schwinden (gleichmäßig und ungleichmäßig) ▪ Chemische Angriffe
▪ Fugenanordnung (Säuren, Laugen, Sulfate, Salze)
2 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Meilensteine in der Entwicklung von Betonzusatzmitteln
Im letzten Jahrhundert hat Master Builders Solutions die maßgeblichen Verflüssiger und Beschleuniger
Technologien entwickelt und in den Markt eingeführt.
Altertum MasterPozzolith® MasterGlenium® MasterX-Seed®
Pantheon, Rom, Ligninsulfonat: Ein luft- Poly- Innovativer
R R
“Tierblut” stabilisierender Verflüssiger carboxy- Zementbeschleuniger basierend
lateether CH2 C CH2 C auf C-S-H Keimen
OH SO3Na basiertes C O C O
H3CO Fließmittel OM n OM
mit starker (EO)a
O Wasserreduktion
O HO Me
m
OCH3 n
100 A.C. 14th 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Mittelalter MasterAir® MasterRheobuild® MasterEase® MasterSuna®
Ming Mauer: Hoover Dam Naphthalene Polyarylether Tonblocker für
“Reis” wurde 1935 mit Formaldehyde für pumpbare tonverunreinigte
Luftporenbildner Polycondensat. Betone mit geringer Sande
von Master Ein robuster CH2 Viskosität
Builders Verflüssiger
Technology erbaut
SO3Na
n
Das BASF Master Builders Solutions Portfolio
Oberfächen- Master Verdunstungs Master
verzögerer Finish SRT -schutz Kure
Master
Fließmittel
Glenium
Master
Fließmittel
Ease
Sedimentation
Master
Schwinden
Verflüssiger
Polyheed
Rheologie- Master Risse
modifizierer Matrix Master
Korrosions-
inhibitoren Life CI
Schwind- MasterLife Massenhydro- MasterLife Interner Ver- Master
reduzierer SRA phobierung WP dunstungsschutz Life IC
Master Erhärtungs- Master
Fasern beschleuniger X-Seed
Fiber
Einbau Erhärtung Nutzung
4 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Welche Lösungen hat BASF?
▪ Keine Trocknungsrisse ▪ Rissfreier und dauerhafter
▪ Gute Haftung zur nächsten Boden
Schicht ▪ Vergrößerung Fugenabstand
Beton- Zwischen- Glätten der Nutzung des
einbau nachbehandlung Betonoberfläche Industriebodens
1 2 3 4
MasterPolyheed MasterKure Master X-Seed MasterLife SRA
MasterFiber
▪ Hervorragende Verarbeitung ▪ Verkürzte Zeit bis zum
▪ Kein Bluten Glätten
▪ Stabiler Beton ▪ Hochwertige Oberflächen
5 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Betoneinbau MASTERPOLYHEED 35 6 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
MasterPolyheed 35: Hervorragend geeignet für die
Beton-
Anwendung im Industriebodenbau einbau
Sterische
Abstoßung
Elektrostatische Abstoßung
BNS PAE PCE
(Beta-Naphtalinsulfonat) (Polyarylether) (Polycarboxylatether)
▪ Niedrig viskoser Beton ▪ Geringe Viskosität ▪ Starke Wasserreduktion
▪ Robust bei Überdosierung ▪ Hohe Frühfestigkeit
▪ hohe Frühfestigkeit
▪ Verbesserte Pumpbarkeit
▪ Einstellbare Eigenschaften
▪ Nicht dosiereffizient ▪ Sehr gute Glättbarkeit
▪ Starke Verzögerung ▪ Effiziente Dispergierung
von Ruß, vorteilhaft bei ▪ Beton kann “klebrig” werden
▪ Nicht mischbar mit PCE flugaschehaltigen Betonen
MasterPolyheed 35
7 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Leichtere Pumpbarkeit und schnellerer Betoneinbau
mit MasterPolyheed 35
PCE MasterPolyheed 35
Identische Beton- Identisches
zusammesetzung Fließmaß
350 kg CEM I 52,5 N a = 700 mm
100 kg Kalksteinmehl
w/z = 0,55
8 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Geringe Viskosität und reduzierter Pumpendruck
Beton-
mit MasterPolyheed 35 einbau
Reduzierter Pumpendruck
Reduzierter Materialverschleiß
Höhere Auslastung der Fahrmischer
durch schnelles Entleeren
Master Master
Polyheed Polyheed
9 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
MasterPolyheed 35: Eine neue Fließmittelgeneration
Beton-
die sich mit jedem gut verträgt! einbau
800
370 kg/m³ CEMII/A 42,5 N
w/z = 0,43 680 a
700
Naphtalin/Melaminsulfonat
600
Unverträglichkeit im Beton
510
Ausbreitmaß (cm)
500
500 Nachdosierung führt zu Konsistenzverlust
390
400
300 MasterPolyheed 35
im Beton verträglich mit allen BV/FM-Arten
200
Nachdosierung zeigt in geprüften Konstellationen
100 sehr gute Wirkung
0
MasterGlenium SKY 692 (PCE) MasterGlenium SKY 692 (PCE)
0,9 % v.Z. 0,9 % v.Z.
+ +
Naphtalin-/Melaminsulfonat MasterPolyheed 35
0,8 % v. Z. 0,8 % v. Z.
10 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenIndustriefußboden Flughafen Münster
Beton-
einbau
Betonage eines Industriefußbodens mit
rd. 5000 m3 Beton mit MasterPolyheed 35
Prüfstelle des Bauherrn und Einbaupersonal
bewerten den Beton sehr positiv - deutlich
weniger Bluten als bei den vorangegangenen
Betonagen mit klassischen FM
Stabiler und nicht klebriger Beton
11 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenZwischennachbehandlung MASTERKURE 111WB 12 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Zwischennachbehandlung mit MasterKure
Zwischennach-
behandlung
Normung DIN EN 13670: 2011 (DIN 1045-3) „Ausführen von
Tragwerken aus Beton“ wird Zwischennachbehandlung benannt:
„Nach Abschluss des Verdichtens und der Oberflächenbearbeitung des Betons ist die Oberfläche
Feuchte-
unverzüglich nachzubehandeln. Soll die Rissbildung an der freien Oberfläche infolge Frühschwinden
verteilung
vermieden werden, ist eine zwischenzeitliche Nachbehandlung vor der Oberflächenbearbeitung
durchzuführen.“
ohne Verdunstungsschutz
Zwischennachbehandlungsmaßnahmen
Aufsprühen von Zwischennachbehandlungsmitteln
Besprühen mit Wassernebel mit Zwischennachbehandlung
Abdecken mit Folie
Abdecken mit Wärmedämmmatten
Einhausung h
f
mit Folie abgedeckt
l
Aufschüsseln ohne
Verdunstungsschutz
13 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVerdunstungsgeschwindigkeit und der Einfluss
Zwischennach-
der Nachbehandlung behandlung
I II III
60 0.25
Verdunstungsgeschwindigkeit E' [kg/(m²*h)]
50 E Klima 20 °C / 50 % r.F.
0.20 I
Evaporation E [g]
40
0.15 Suspension
30
0.10
20
II
10 0.05
E'
0 0.00 Kapillartransport
0 24 48 72 oder Diffusion Mazanec, O. et al.: Industrialfloors, 2007
Alter [h]
14 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVerdunstungsgeschwindigkeit und der Einfluss
Zwischennach-
der Nachbehandlung behandlung
I II III
60 0.25
Verdunstungsgeschwindigkeit E' [kg/(m²*h)]
50 E
0.20 I
Evaporation E [g]
40
0.15 Suspension
30
0.10
20
III
10 0.05
E'
0 0.00 Kapillartransport
0 24 48 72 oder Diffusion Mazanec, O. et al.: Industrialfloors, 2007
Alter [h]
15 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVerdunstungsgeschwindigkeit und der Einfluss
Zwischennach-
der Nachbehandlung behandlung
I II III
60 0,25
Verdunstungsgeschwindigkeit E' [kg/(m²*h)]
50
0,20 I
Verdunstung E [g]
40
0,15 Suspension
NBM-Auftrag
30
0,10
20 E - mit NBM
E - ohne NBM
E' - mit NBM
E' - ohne NBM 0,05
III
10
0 0,00 Kapillarleitung
0 24 48 72 oder Diffusion Mazanec, O. et al.: Industrialfloors, 2007
Alter [h]
16 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenWirkung von Nachbehandlungsmitteln
Zwischennach-
behandlung
Sprühapplikation des ZNBM
Ausrichtung der Wirkstoffe an der
Grenzfläche und Bildung einer Barriere
Wasserfilm wird durch die Hydratation aufgenommen
und die Wirkstoffe beim Glätten an der Oberfläche
verrieben
*) Auftrag
von 170 g/m² ZNB in purer bzw. verdünnter Form auf eine Feinkornbetonoberfläche
im Klima 24 °C / 65° rel. LF)
17 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenMasterKure 111WB: Temporärer Verdunstungsschutz
Zwischennach-
während der kritischen Liegezeit des Betons behandlung
Durch die Sperrwirkung von bis zu 80 % in den besonders
kritischen ersten Stunden kann ein Wasserverlust von 60 %
gegenüber unbehandelten Flächen während der Liegezeit
vermieden werden
Trocknungsrisse, die Bildung von „Elefantenhaut“ und das
Risko von Aufschüsslen können verhindert werden
Das Risiko für Schadensfälle und Reklamationen aufgrund
von ungewollter Austrocknung der Betonoberfläche wird
deutlich reduziert
Effektive Glätthilfe
Nachträgliche Beschichtungen des Betonbodens sind
problemlos möglich
18 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenGlätten der Betonoberfläche MASTER X-SEED 100 19 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Zementhydratation - ein komplexer Vorgang!
Glätten der
Betonoberfläche
Beton
Zement Wasser
Druckfestigkeit (MPa)
Sand Gesteinskörnung
5h
Zeit!
Zeit (h) Quelle: VDZ
20 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebodenZementhydratation - ein komplexer Vorgang!
Glätten der
Betonoberfläche
Beton
Zement Wasser
Druckfestigkeit (MPa)
Sand Gesteinskörnung
5 °C
9h
Zeit!
Zeit (h)
Quelle: VDZ
21 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenBASF MasterBuilders Solution
Beschleunigung der C3S Hydratation durch C-S-H Seeding Technologie
Warum auf die
Entstehung von
C-S-H Keimen
warten wenn wir
sie zugeben
C-S-H Seeding
können? Technologie
22 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenGMB – Construction Materials & Systems Research
Trostberg & Shanghai
Wie lassen sich nano C-S-H Keime herstellen?
- durch Fällungssynthese. Glätten der
Betonoberfläche
Ca-Salz Silikat
Polymer
Aktivität der Keime wird
kontrolliert durch das Polymer!
23 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenC-S-H Seeding Technologie
Glätten der
Wirkmechanismus Betonoberfläche
Polymer-stabilisierte Zement- Hydratations
C-S-H Keime korn -produkt
+ MasterX-Seed
Zugabe von C-S-H Keimen
(MasterX-Seed) führt zu:
Verkürzte Induktionsperiode
Verstärktes Keimwachstum in
der Porenlösung
Beschleunigung der Festigkeits-
entwicklung
Zement
nach dem Mischen 1 Stunde 6 Stunden 14 Stunden
24 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenCrystal-Speed-Hardening
Glätten der
Ein innovativer Ansatz zur Festigkeitsbeschleunigung von Beton Betonoberfläche
Zement Wasser Calcium Calcium-Silikat-Hydrat
Klinker Hydroxid
Ca3SiO5 + H2O Ca(OH)2 + x CaO · SiO2 · y H2O
unhydratisiertes
Zementkorn
Zement
nach 6 Stunden
25 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
25Crystal-Speed-Hardening:
Glätten der
Ein innovativer Ansatz zur Festigkeitsbeschleunigung von Beton Betonoberfläche
Zement Wasser Calcium Calcium-Silikat-Hydrat
Klinker Hydroxid
Ca3SiO5 + H2O Ca(OH)2 + x CaO · SiO2 · y H2O
unhydratisiertes
Zementkorn
Zement + MasterX-SEED
nach 6 Stunden nach 6 Stunden
26 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenC-S-H Keime beschleunigen die Festigkeits-
Glätten der
entwicklung von Beton Betonoberfläche
Beschleunigung der Zementhydratation… …führt zu höherer Frühfestigkeit
14
CEM I 52.5 R 70 Reference
CEM I 52.5 R
0.60 % Master X-Seed
Wärmefluss (mW/g Zement)
12 1.15 % Master X-Seed OPC
2.30 +
%HyCon
MasterS®
X-Seed
60
2.30 % Master X-Seed
Druckfestigkeit (MPa)
10 50
8 40
6 30
4 20
Beschleinigung
2 10 CEM I 52.5 R
w/z = 0.45
0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 6 12 18 24 30 36 42 48
Zeit (h) Zeit (h)
Δt
27 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenEinsatz von Master X-Seed im Industriebodenbau Glätten der
Betonoberfläche
Betonage Liegezeit Abscheiben
4 - 16 h (je nach Klima)
Erhöhte Schadenshäufigkeit im Winter
Austrocknung der Oberfläche infolge
langer Liegezeit
Temperaturzonen im Querschnitt
Ungleiches Erstarrungsverhalten
28 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenGezielte Steuerung des Glättzeitpunktes mit Glätten der
Master X-Seed 100 Betonoberfläche
CEM I 42,5 R (340 kg/m³)
w/z = 0,49
GK 16
Konsistenz F4
Eindringtiefe HUMM-Sonde (mm)
Referenz bei 20 °C Referenz bei 9 °C
4h
GLÄTTZEITPUNKT
Zeit nach der Wasserzugabe (h)
29 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenGezielte Steuerung des Glättzeitpunktes mit Glätten der
Master X-Seed 100 Betonoberfläche
CEM I 42,5 R (340 kg/m³)
w/z = 0,49
GK 16
Konsistenz F4
Eindringtiefe HUMM-Sonde (mm)
Referenz bei 20 °C Referenz bei 9 °C
2,5% MX-Seed 100
(TB = 7 °C)
4 h kompensiert
GLÄTTZEITPUNKT
Zeit nach der Wasserzugabe (h)
30 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenRenovierung Stadtmuseum Schleswig 31 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Deckenbetonagen „Schwabinger Tor“ München Glätten der
Betonoberfläche
Herstellung einer Decke im Winter mit
langsam erhärtenden Beton (CEM III)
Ziel
Schnelles Glätten unter den vorliegenden äußeren Bedingungen,
Lärmverminderung in der Stadt
▪ Betonvolumen: 240 m³
▪ Master X-Seed 100: 2,0 % vom Zementgewicht
▪ TL / TB: 2 °C / 11 °C
Ergebnis
▪ Glättbeginn nach rd. 4,5 h möglich rd. 4 bis 5 h früher als „Normal“
bei diesen Umgebungsbedingungen
32 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVermeidung von Rissen / Vergrößerung des Fugenabstands MASTERLIFE SRA 833 33 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Vermeidung von Rissen mit MasterLife SRA
Nutzung des
Industriebodens
Schwinden von Beton
Plastisches Schwinden Autogenes Schwinden Trocknungsschwinden
Schneller Wasserverlust an Innere Austrocknung aufgrund Wasserverlust durch
der Betonoberfläche der Zementhydration Trocknung des Betons
34 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVermeidung von Rissen mit MasterLife SRA
Nutzung des
Industriebodens
Plastisches Schwinden Autogenes Schwinden Trockungsschwinden
Einflüsse Relative Luftfeuchtigkeit w/z 0,40 w/z ≥ 0,40
Wind Zemenart Zementart
Temperatur Zementgehalt Betonzusammensetzung
Langsame Erhärtung Art der Gesteinskörnung Umgebungsbedingungen
(Verzögerer, Zusatzstoffe) Größe der Betonelemente
Zusatzmittel MasterKure® MasterLife® SRA 150 MasterLife® SRA 833
Oberflächennachbehandlung Expansionsadditiv Organischer SRA
MasterFiber® 012 MasterLife® SRA 833
Organischer Schwindreduzierer
Superabsorbing Polymer (SAP)
Innere Nachbehandlung
www.holcimpartner.ch www.concrete.org.uk
35 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenMasterLife SRA 833: Neuer Schwindreduzierer
Nutzung des
mit CE-Kennzeichnung Industriebodens
Autogenes Schwinden
Gewellte Schlauchmethode
ASTM C 1698, Zementleim
0,4
CEM I 42,4 N 23°C, geschlossenes System
autog. def. (t0 = 1d) / mm m-1
w/z = 0,35
Information zu plastischer
Phase und Erstarrung
0,0
2% MasterLife SRA 833
Längen-
-0,4 änderung des
gewellten
Referenz -44%
Schlauches
-0,8
0 7 14 21 28
time / d
36 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenMasterLife SRA 833: Neuer Schwindreduzierer
Nutzung des
mit CE-Kennzeichnung Industriebodens
Trocknungsschwinden
Graf-Kaufmann Methode
drying shrinkage (t0 = 1d) / mm m-1
0,6
CEM I 42,4 N
DIN 52450, Mörtel
w/z = 0,35
23°C, 50% RH
Start der Messung n. 24 h
0,0
2% MasterLife SRA 833
-0,6 Längernänderung
des Mörtelprisma
Referenz -39%
-1,2
0 7 14 21 28
time / d
37 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenEinsatz von MasterLife SRA im Zementfließestrich
Nutzung des
Industriebodens
833
Referenz ohne MasterLife SRA
1% MasterLife SRA 833
38 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenVermeidung von Rissen MASTER FIBER 39 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden
Reduzierung der Rissbreite und des Fugenabstands
Nutzung des
mit MasterFiber Industriebodens
40 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenUnser Lösungsvorschlag beinhaltet die Bemessung,
optimierte Betonzusammensetzung und Dosierstation
Bemessung Dosierstation
& Dokumentation
Produkt
Design
Lösung
Faser Beton-
Lösung zusammen-
setzung
41 09.11.2018 | Expertenforum Industrieböden43 09.11.2018 | Optionale Zusatzinformationen
Verringerung des Aufschüsslens durch Auftrag
Zwischennach-
von Nachbehandlungsmitteln behandlung
Aufwölben [mm]
0,10
Klima - NB
[°C/% r.F.]
h
0,05 f 20/35 - mit NBM
20/65 - mit NBM
l 20/35 - ohne NBM
0,00 20/65 - ohne NBM
-0,05
Aufschüsseln [mm]
-0,10
-0,15
-0,20
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Mazanec, O. et al.: Industrialfloors, 2007
Alter [d]
44 09.11.2018 | Expertenforum IndustriebödenSie können auch lesen
