Der Prozess des Kieselsandabbaus

Quarzsand-Gesteinskörnung ist der Oberbegriff für Materialien wie Sand, Kies, Schotter, Bruchstein und Gesteinskörnungen im Wasserbau und Hochbau. Sie stellt das wesentliche Baustoffgemisch für Beton- und Mauerwerkskonstruktionen dar. Dieser Artikel fasst die häufigsten Fragen zu Gesteinskörnungen für Beton zusammen.

Frage 1: Worauf ist bei der Anlieferung von Grob- und Feinschlag zu achten?

Beim Grobschlag sind vor allem die Korngröße, die Sieblinie, die Kornform, der Gesteinsmehlgehalt sowie der Tonanteil zu kontrollieren. Jedes Fahrzeug muss einer Sichtprüfung unterzogen werden; bei Nichtkonformität darf es nicht entladen werden. Darüber hinaus sind verschiedene Kennwerte chargenweise gemäß den regulatorischen Anforderungen zu prüfen.
Beim Feinschlag sind der Feinheitsmodul, der Tonanteil und der Schluffanteil zu kontrollieren. Jedes Fahrzeug muss einer Sichtprüfung unterzogen werden; nicht konforme Fahrzeuge dürfen nicht entladen werden. Auch hier erfolgt eine chargenweise Prüfung gemäß den Spezifikationen.

Frage 2: Warum muss der Anteil an Nadeln und Platten im Grobschlag bei Pumpbeton begrenzt werden?

Ein hoher Anteil an nadelförmigen Partikeln führt dazu, dass die Biegefestigkeit des Grobschlags relativ gering ist und die Verbundfestigkeit zwischen den Zuschlagstoffen abnimmt, was wiederum die Betonfestigkeit reduziert. Bei Transportbeton beeinträchtigt ein hoher Anteil an Nadeln und Platten die Kornform des Grobschlags, wodurch die Fließfähigkeit des Betons sinkt. Gleichzeitig neigen Nadeln und Platten dazu, sich in den Rohrleitungen festzusetzen,

die Pumpe verstopfen und sogar zum Bersten der Leitung führen. Daher ist für Pumpbeton ein Nadelanteil von ≤10 % erforderlich, wobei die Anforderungen an Hochleistungsbeton noch strenger sind.

Frage 3: Welche Art von Sand wird für Transportbeton benötigt?

Für Transportbeton muss Mittelsand verwendet werden. Neben den Standardanforderungen an Kornzusammensetzung, Schluffgehalt und Tonanteil ist zu beachten, dass der Anteil des Sands, der das Sieb mit einer Maschenweite von 0,315 mm passiert, nicht weniger als 15 % betragen darf. Dies hat einen erheblichen Einfluss auf die Pumpfähigkeit des Betons. Ist dieser Wert zu niedrig, kann dies leicht zu Verstopfungen der Pumpe führen und bewirkt eine schlechte Wasserbindung sowie vermehrtes Entmischen (Bluten) des Betons.

Frage 4: Welche Auswirkungen hat zu feiner Sand?

Ist der Sand zu fein, steigt der Wasserverbrauch des Betons. Darüber hinaus sind die Pumpfähigkeit und die Konsistenzbeständigkeit des mit Feinsand hergestellten Betons äußerst gering, die Betonfestigkeit nimmt ab, und es kommt leicht zu Rissbildung.

Frage 5: Was tun, wenn nur Feinsand vorhanden ist?

Bei Problemen mit der Sandquelle kann eine Mischung aus Feinsand und einem Teil des maschinell hergestellten Sands zur Herstellung von Pumpbeton verwendet werden. Beispielsweise kann Feinsand mit einem Feinheitsmodul unter 2,0 mit maschinell hergestelltem Sand mit einem Feinheitsmodul von 3,0–3,2 gemischt werden. Das Mischverhältnis beträgt etwa 6:4. Überprüfen Sie die Fließfähigkeit und Pumpbarkeit und bestimmen Sie das optimale Verhältnis durch Versuche.

Frage 6: Welche Folgen hat ein zu hoher Gehalt an Sand und Schlamm?

Ein hoher Sandanteil führt zu einem erhöhten Wasserbedarf des Betons, schlechterer Plastizität, größerer Schwindung, geringerer Betonfestigkeit sowie einer erhöhten Rissneigung der Struktur. Daher muss der Gehalt an Sand und Schlamm auf ≤ 3 % (für C30–C50) begrenzt werden; für Hochleistungsbeton gelten noch strengere Anforderungen an den Schlammgehalt.

Frage 7: Welchen Einfluss haben Schlammanteile in Sand und Kies auf den Beton?

Neben den gleichen Auswirkungen wie bei Schlamm im Sand können Schlammanteile im Kies die Betonfestigkeit erheblich beeinträchtigen. So schwächen Schlammklumpen den Betonquerschnitt; beim Einbringen des Betons steigen die Schlammklumpen nach oben und verursachen nach dem Schwinden

, sie bilden Vertiefungen und andere Oberflächenfehler.

Frage 8: Warum ist die Festigkeit von Kiesbeton bei gleichem Mischungsverhältnis um 3–4 MPa geringer als die von Splittbeton?

Die raue Oberfläche des Grobkorns fördert die Haftfestigkeit an der Grenzfläche zwischen Zementleim und Gesteinskörnung. Langjährige Versuche haben gezeigt, dass mit Kies hergestellter Beton einerseits mehr verwitterte Steine enthält, einen niedrigeren Zerfallswert aufweist als Splitt und eine glatte Oberfläche besitzt, was zu einer geringeren Grenzflächenhaftung führt. Daher liegt die Festigkeit von Kiesbeton im Vergleich zu Splittbeton bei gleichem Mischungsverhältnis um 3–4 MPa niedriger.

Frage 9: Warum wird der Wassergehalt von Sand und Kies in jeder Schicht gemessen?

Der Anteil an Sand und Kies in Transportbeton beträgt etwa 800–1100 kg/m³; bereits 1 % Wassergehalt bringt ca. 8–11 kg Wasser zusätzlich in den Beton ein. Insbesondere Sand stammt oft aus Flussgewinnung und weist stark schwankende Feuchtegehalte auf. Wird der Feuchtegehalt nicht regelmäßig kontrolliert und die Zugabewassermenge entsprechend angepasst, kann dies zu erheblichen Schwankungen in Ausbreitmaß, Pumpfähigkeit und Festigkeit des Betons führen.

Frage 10: Was ist das Alkali

i-Aggregat-Reaktion?

Das Alkali im Beton reagiert chemisch mit Gesteinskörnungen, deren chemische Zusammensetzung aktive Kieselsäure enthält. Nach der Bildung des Alkali-Kieselsäure-Gels nimmt dieses Wasser auf und dehnt sich aus; die dabei entstehenden Dehnungsspannungen führen zu Rissen im Beton. Dieser Vorgang wird als Alkali-Aggregat-Reaktion bezeichnet.