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Geräte und Verfahren für die Vibrationsverdichtung von Frischbeton
Entwicklungen und Tendenzen
Sonnenberg, Richard
Während des Einbaus von Frischbeton ist die Verdichtung der wichtigste Verfahrensschritt. Die Erkenntnis, dass die Qualität des Festbetons nur so gut ist wie der erreichte Verdichtuntgsgrad des Frischbetons, gilt für sämtliche Verdichtungsarten. Je nach Konsistenz lässt sich der Frischbeton durch Stochern, Stampfen und mit Vibrationsgeräten verdichten. Eine Ausnahme bildet selbstverdichtender Beton, der sich aufgrund seiner speziellen Zusammensetzung nur durch den Einfluss der Schwerkraft selbst entlüftet und keine zusätzliche Einleitung von Verdichtungsenergie benötigt. Bei hohen Anforderungen an die Ebenheit einer Betonfläche kommen nach erfolgter Verdichtung noch Feinabziehbohlen oder Flügelglätter zum Einsatz. Die Umsetzung der Idee, die Fließfähigkeit des Betons während der Verdichtung durch Vibrationserreger zu erhöhen, führte 1926 zum Bau von Innenrüttlern. Mit der Vibrationsverdichtung konnten große und bewehrte Bauteile aus steiferem Beton wirtschaftlicher und besser verdichtet werden als durch Stampfen. Bei der Vibrationsverdichtung werden von einem Vibrationserreger Schwingungen in den Beton eingeleitet. Folgende Verdichtungsarten werden je nach der Konsistenz des Betons benutzt: Fließbeton wird durch Stochern und schwaches Rütteln verdichtet. Bei weichem und plastischem Beton werden Innenrüttler und Außenrüttler (Schalungsrüttler) eingesetzt. Steifer Beton wird mit Oberflächenrüttlern, Stampfern und Außenrüttler verdichtet. Innenrüttler – werden mechanisch über Biegewellen, pneumatisch mit Druckluft oder von direkt in den Rüttelflaschen installierten Elektromotoren angetrieben. Gegenüber Elektro-Innenrüttler erreichen Rüttler mit Druckluftantrieb wesentlich höhere Schwingungsfrequenzen bis zu 350 Hz, die vorteilhaft bei der Verdichtung von Beton mit einem hohen Feststoffanteil sind. Bei Druckluftantrieben hängen die Drehzahl und damit die Frequenz stark von der Konsistenz des Betons ab. Die Drehzahl kann unter Last bis auf 50 % der Leerlaufdrehzahl außerhalb des Betons absinken. Deshalb ist es sinnvoll, sich vor dem Einsatz von Druckluft-Innenrüttlern die Drehzahl-Charakteristik des Rüttlers anzusehen. Im Vergleich dazu haben Elektro-Innenrüttler eine nahezu konstante Drehzahl im gesamten Lastbereich. Außenrüttler werden an Betonschalungen und Betonformen fest verbunden. Ihr Antrieb erfolgt elektrisch oder pneumatisch. Druckluft-Außenvibratoren haben ihre Vorteile bei Baustelleneinsätzen, Elektro-Außenvibratoren in Betonwerken. Rüttelbohlen werden zum Abziehen und Verdichten von Betonflächen eingesetzt. Die Bohlen tragen zur Vibrationserzeugung Außenrüttler oder sind mit eigenen rotierenden Exzenterachsen ausgestattet. Mit Rüttelbohlen lassen sich große Flächen verdichten. Die Arbeitsbreite lässt sich durch verschraubbare Bohlensegmente variieren und kann bis etwa 25 m betragen. Bei erdfeuchten und sehr steifen Konsistenzen des Betons werden als Verdichtungsgeräte Außenrüttler und Oberflächenrüttler wie Vibrationsstampfer, Vibrationsplatten und Glattmantel-Vibrationswalzen eingesetzt. Bei den Oberflächenrüttlern handelt es sich um die gleichen Geräte, wie sie auch bei der Vibrationsverdichtung von Böden und Asphaltschichten benutzt werden. Ihre Verdichtungswirkung wird von schwingungstechnischen Parametern wie Frequenz, Schwingamplitude, Erregerkraft und den Maschinendaten wie Gewicht, Aufstandfläche und Arbeitsgeschwindigkeit beeinflusst. Bei der Auswahl eines geeigneten Oberflächenrüttlers ist auf die Konsistenzklasse und die Schichtdicke der Frischbetonfläche zu achten. Vibrationsstampfer werden überall auf kleinen Flächen verwendet, auf denen Platten und Walzen aus Platz- oder Wirtschaftlichkeitsgründen nicht mehr einsetzbar sind. Bei größeren Flächen kommen Vibrationsplatten und Vibrationswalzen zum Einsatz. Im Staudammbau wurden beispielsweise bei einem der größten Dämme mit 1 Mio. m³ Beton Schichtdicken von 0,75 m mit Vibrationswalzen verdichtet (Tamagawadamm in Japan).
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beton 10/2008 ab Seite 438
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