🏗️ Herstellung und Nachbehandlung von Betonproben für Festigkeitsprüfungen — Formen, Verdichten und Erhärten

Bauwesen PN-EN 12390-2

Übersicht

Die Norm legt Verfahren zur Herstellung und Nachbehandlung von Proben für Festigkeitsprüfungen fest. Sie umfasst die Vorbereitung und das Füllen der Formen, das Verdichten des Betons, das Abgleichen der Oberfläche, die Nachbehandlung der Proben sowie ihren Transport. Die Norm lässt es auch zu, diese Verfahren zur Herstellung und Nachbehandlung von Proben zu verwenden, die für andere Prüfungen bestimmt sind.

Das ist die Grundnorm der ganzen Gruppe der Festigkeitsprüfungen von Beton. Die Druckfestigkeit (PN-EN 12390-3), die Biegezugfestigkeit (PN-EN 12390-5) und die Spaltzugfestigkeit (PN-EN 12390-6) werden an Proben gemessen, die eben nach ihr hergestellt und nachbehandelt wurden — alle diese Normen führen sie in ihren normativen Verweisungen an. Ein beim Verdichten oder bei der Nachbehandlung begangener Fehler verfälscht jedes dieser Ergebnisse, und er lässt sich später in der Festigkeitsprüfung selbst nicht mehr erkennen.

Die Norm enthält keine Begriffsbestimmungen. Sie verweist dagegen auf PN-EN 12350-1 (Probenahme von Frischbeton), PN-EN 12390-1 (Form, Maße und Anforderungen für Proben und Formen) sowie PN-EN 206 (Festlegung von Beton — von dort stammen die Konsistenzklassen S1 und S2, auf die sich die übliche Zahl von 25 Stößen je Schicht bezieht).

Selbstverdichtender Beton wird anders behandelt: die Form wird in einem Arbeitsgang gefüllt und weder während noch nach dem Füllen der Form verdichtet.

In der polnischen Praxis ist die Prüfung ein fester Posten in den Verzeichnissen der Straßenlaboratorien — das Verzeichnis des Straßenlaboratoriums der GDDKiA in Warschau führt sie unter dem Posten „Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych" [Herstellung und Nachbehandlung von Proben für Festigkeitsprüfungen] mit einem Verweis auf PN-EN 12390-2:2019-07 auf.

Prinzip der Methode

Eine nach PN-EN 12350-1 entnommene Frischbetonprobe wird in einem Mischbehälter oder auf einer Mischwanne erneut durchmischt und danach in Formen nach PN-EN 12390-1 in so vielen Schichten eingebracht, wie für eine vollständige Verdichtung nötig sind. Jede Schicht wird maschinell (mit einem Innenrüttler oder einem Rütteltisch) oder von Hand (mit einem Verdichtungsstab oder einer Stampfstange) so verdichtet, dass eine vollständige Verdichtung des Betons ohne übermäßige Entmischung und ohne Austreten von Zementleim erreicht wird. Die Oberfläche wird abgeglichen, die Probe dauerhaft gekennzeichnet und danach bis zum Zeitpunkt der Prüfung unter genau festgelegten Temperatur- und Feuchtebedingungen gelagert.

Anwendungen

• Herstellung von Proben für die Prüfung der Druckfestigkeit nach PN-EN 12390-3
• Herstellung von Proben für die Prüfung der Biegezugfestigkeit nach PN-EN 12390-5
• Herstellung von Proben für die Prüfung der Spaltzugfestigkeit nach PN-EN 12390-6
• Konformitätskontrolle von Transportbeton und von Fahrbahnbeton
• Herstellung von Proben für andere Prüfungen an Festbeton
• Ringversuche, die die Probenahme und das Formen der Proben einschließen

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 12390-2:2019-07

Titel (PL)

Badania betonu — Część 2: Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych

Title (EN)

Testing hardened concrete — Part 2: Making and curing specimens for strength tests

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Entnahme und Durchmischen der Probe

   Die Frischbetonprobe nach PN-EN 12350-1 entnehmen. Vor dem Füllen der Formen die Probe in einem Mischbehälter oder auf einer Mischwanne mit einer Schaufel erneut durchmischen. Sollen die Proben außerhalb des Ortes der Probenahme hergestellt werden, so darf das Mischgut zum Ort der Herstellung befördert werden, sofern es vor dem Austrocknen geschützt ist und sich noch durchmischen lässt.

2. Vorbereitung der Form

   Erforderlichenfalls die Innenfläche der Form vor dem Füllen mit einer dünnen Schicht eines nicht reaktiven Trennmittels versehen, damit der Beton nicht an der Form anhaftet.

3. Füllen

   Je nach Konsistenz des Betons, Höhe der Form und Art der Verdichtung die Form in so vielen Schichten füllen, wie für eine vollständige Verdichtung nötig sind. Selbstverdichtenden Beton in einem Arbeitsgang in die Form einbringen und weder während noch nach dem Füllen verdichten. Wird ein Aufsatzrahmen verwendet, so ist die Betonmenge so zu wählen, dass nach dem Verdichten im Rahmen eine Schicht von 10 % bis 20 % der Höhe der Probe verbleibt.

4. Verdichten — allgemeiner Grundsatz

   Den Beton unmittelbar nach dem Einbringen in die Formen so verdichten, dass eine vollständige Verdichtung ohne übermäßige Entmischung und ohne Austreten von Zementleim erreicht wird. Jede Schicht mit einem der Verfahren verdichten: durch maschinelles Rütteln oder von Hand mit einem Stab oder einer Stampfstange. Eine vollständige Verdichtung durch maschinelles Rütteln ist dann erreicht, wenn an der Oberfläche des Betons keine großen Luftblasen mehr auftreten und die Oberfläche verhältnismäßig glatt wird und ein glasiges Aussehen annimmt, ohne übermäßige Entmischung.

5. Verdichten mit dem Innenrüttler

   So kurz rütteln, wie es für die vollständige Verdichtung des Betons nötig ist. Übermäßiges Rütteln vermeiden, das einen Verlust an eingeführten Luftporen bewirken kann — Laborversuche haben gezeigt, dass dies beim Innenrüttler besondere Aufmerksamkeit erfordert. Darauf achten, die Form nicht zu beschädigen; den Rüttler senkrecht führen und nicht zulassen, dass er den Boden oder die Wände der Form berührt. Die Verwendung eines Aufsatzrahmens wird empfohlen. Bei Balkenproben wird der Rüttler an mindestens drei über die Länge der Probe gleichmäßig verteilten Stellen eingeführt.

6. Verdichten auf dem Rütteltisch

   So kurz rütteln, wie es für die vollständige Verdichtung nötig ist. Es wird empfohlen, die Form am Tisch zu befestigen oder fest an ihn anzudrücken. Übermäßiges Rütteln vermeiden, das einen Verlust an eingeführten Luftporen bewirken kann.

7. Verdichten von Hand

   Die Stöße des Stabes oder der Stampfstange gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Form verteilen. Darauf achten, dass der Stab oder die Stampfstange beim Verdichten der ersten Schicht nicht mit Kraft auf den Boden der Form auftrifft und nicht merklich in die vorhergehende Schicht eindringt. Für jede Schicht eine ausreichende Zahl von Stößen ausführen — üblicherweise 25 für Beton mit einer Konsistenz, die den Setzmaßklassen S1 und S2 nach PN-EN 206 entspricht —, um eingeschlossene Luftblasen zu entfernen, nicht aber die eingeführten Luftporen. Nach dem Verdichten jeder Schicht die Wände der Form mit einem Gummihammer kräftig abklopfen, bis an der Oberfläche keine großen Luftblasen mehr auftreten und die Vertiefungen nach dem Stab oder der Stampfstange verschwinden.

8. Abgleichen der Oberfläche

   Wurde ein Aufsatzrahmen verwendet, so ist er unmittelbar nach dem Ende der Verdichtung abzunehmen. Den überschüssigen Beton über der oberen Kante der Form mit einer Kelle entfernen und die Oberfläche sorgfältig abgleichen.

9. Kennzeichnung

   Die Proben lesbar und dauerhaft kennzeichnen, ohne die Probe dabei zu beschädigen. Aufzeichnungen führen, die es ermöglichen, den Weg der Probe von der Entnahme bis zur Prüfung zu verfolgen.

10. Aufbewahrung in der Form

    Am Ort der Aufbewahrung die Proben mindestens 16 h, aber nicht länger als 3 Tage in der Form belassen, bei einer Temperatur von 20 °C ± 5 °C (25 °C ± 5 °C in heißem Klima), und sie dabei vor Stößen, Erschütterungen und Austrocknen schützen. Solange sich der Beton noch durchmischen lässt, dürfen die Proben vom Ort der Herstellung zum Ort der Aufbewahrung befördert werden, sofern sie vor dem Austrocknen geschützt sind. In besonderen Fällen — schnell erhärtender Beton, Prüfung in jungem Alter — darf vor Ablauf von 16 h entformt werden.

    ⏱ Zeit: 16 h – 3 Tage • 🌡 Temperatur: 20 °C ± 5 °C

11. Nachbehandlung nach dem Entformen

    Nach dem Entformen die Proben bis zum Zeitpunkt der Prüfung nach dem in der jeweiligen Prüfnorm angegebenen Verfahren nachbehandeln: in Wasser von 20 °C ± 2 °C oder in einer Kammer von 20 °C ± 2 °C und einer relativen Luftfeuchte von mindestens 95 %. Von den vorstehenden abweichende Arten der Nachbehandlung lassen sich durch die Anwendung von Faktoren auf sie zurückführen.

    🌡 Temperatur: 20 °C ± 2 °C

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Frisches Betonmischgut reagiert stark alkalisch — wasserundurchlässige Handschuhe, Schutzbrille, sofortiges Abspülen der Haut bei Kontakt
• Zement verursacht bei längerem Hautkontakt chemische Verätzungen — nicht in durchnässter Kleidung arbeiten
• Formen mit Beton wiegen über ein Dutzend Kilogramm — mit geradem Rücken tragen, Gefahr der Quetschung der Füße, Sicherheitsschuhe
• Innenrüttler und Rütteltisch — auf Hände und den ganzen Körper übertragene Schwingungen, die Expositionsdauer begrenzen; das Anschlusskabel vor Feuchtigkeit schützen
• Der Lärm des Rütteltisches — Gehörschutz
• Das Lagerbecken mit einer Temperatur von 20 °C — rutschiger Boden ringsum, Sicherung gegen Ausrutschen

Häufige Fragen