7.2.4 Konformitätsnachweis über Betonfamilien
Unter folgenden Bedingungen dürfen Betone zu Betonfamilien zusammengefasst werden:
- Zement gleicher Art, Festigkeitsklasse und Herkunft
- Gesteinskörnungen gleicher geologischer Herkunft und Art
- Nachweisbar ähnliche Zusatzstoffe des Typs I
- Betone mit oder ohne wasserreduzierende/verflüssigende Zusatzmittel
- Gesamter Bereich der Konsistenzklassen
- Betone mit einem begrenzten Bereich von Festigkeitsklassen (für C8/10 bis C50/60 bzw. LC8/9 bis LC50/55 sind jeweils mindestens 2 separate Betonfamilien erforderlich).
- Das Konzept ist nicht auf hochfesten Beton anwendbar.
Separate Betonfamilien sind notwendig bei:
- Betonen mit Betonzusatzstoffen des Typs II.
- Betonen mit Betonzusatzmitteln, die Auswirkung auf die Druckfestigkeit haben, z. B. hochwirksame wasserreduzierende/verflüssigende Zusatzmittel, Beschleuniger, Verzögerer, Luftporenbildner.
7.2.4.1 Transformation der Druckfestigkeiten
Beim Nachweis über Betonfamilien (Kriterium 1) werden die Druckfestigkeitsergebnisse auf einen Referenzbeton umgerechnet (transformiert).
Die Umrechnung der Druckfestigkeiten erfolgt mittels der vom Eigenüberwacher festzulegenden Transformationsmethode. Beispiele für Transformationsmethoden sind:
- Druckfestigkeitsfaktor
- Druckfestigkeitsdifferenz
Als Referenzbeton ist auszuwählen:
- der am häufigsten hergestellte Beton oder
- ein Beton aus dem Mittelfeld der Betonfamilie.
Ein Beispiel für die Auswahl eines Referenzbetons innerhalb einer Betonfamilie ist in der folgenden Tabelle dargestellt.
Festlegung eines Referenzbetons
| Herstellungsvolumen [m3] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Monat | April | Mai | Juni | ||
| Beton Nr. K | Druckfestigkeitsklasse | [m3] | [m3] | [m3] | |
| 101 | C12/15 | 200 | 280 | 304 | |
| 102 | C20/25 | 210 | 305 | 321 | |
| 103 | C20/25 | 840 | 1220 | 1430 | <- ausgewählter Referenzbeton |
| 104 | C30/37 | 51 | 80 | 95 | |
| 105 | C30/37 | 206 | 350 | 370 | |
| 106 | C20/25 | 130 | 153 | 163 | |
| 107 | C20/25 | 530 | 615 | 638 | |
Für die Ermittlung der Druckfestigkeitsfaktoren oder -differenzen ist zunächst für jeden in der Betonfamilie erfassten Beton (Betonsorte) eine Zielfestigkeit festzulegen:
- Bei einem neuen Beton: Mittelwert aus den Prüfergebnissen der Erstprüfung oder Interpolation/Extrapolation von Erfahrungswerten ähnlicher Betone.
- Bei vorhandenen Betonen: Mittelwert aus Prüfergebnissen der unmittelbaren Vergangenheit.
Die Zielfestigkeiten sind in regelmäßigen Abständen zu überprüfen.
Anwendung der genannten Transformationsmethoden:
- Transformation über Druckfestigkeitsfaktor
(1) Ermittlung der Druckfestigkeitsfaktoren:
Faktor(Beton K) = Zielfestigkeit(Referenzbeton) / Zielfestigkeit(Beton K)
(2) Transformation der Einzelwerte fci:
fci,trans = fci (Beton K) ⋅ Faktor(Beton K)
- Transformation über Druckfestigkeitsdifferenz
(1) Ermittlung der Druckfestigkeitsdifferenzen:
Differenz(Beton K) = Zielfestigkeit(Referenzbeton) - Zielfestigkeit(Beton K)
(2) Transformation der Einzelwerte fci:
fci,trans = fci (Beton K) + Differenz(Beton K)
Die Anwendung der Transformationsmethoden „Druckfestigkeitsfaktor“ und „Druckfestigkeitsdifferenz“ ist beispielhaft in den nachfolgenden Tabellen durchgeführt.
Berechnung von Druckfestigkeitsfaktor und -differenz
| Beton Nr. K | Festig- keits- klasse |
Zielfestigkeit [N/mm2] |
Druckfestigkeitsfaktor | Druckfestigkeitsdifferenz | |
|---|---|---|---|---|---|
| Faktor [-] (Beton Nr. K) |
Differenz [N/mm2] (Beton Nr. K) |
||||
| 101 | C12/15 | 24 | 1,33 | 8 | |
| 102 | C20/25 | 31 | 1,03 | 1 | |
| 103 | C20/25 | 32 | 1,00 | 0 | <- ausgewählter Referenzbeton |
| 104 | C30/37 | 44 | 0,73 | - 12 | |
| 105 | C30/37 | 44 | 0,73 | - 12 | |
| 106 | C20/25 | 38 | 0,84 | - 6 | |
| 107 | C20/25 | 35 | 0,91 | -3 |
Transformation der Druckfestigkeit
| Nr. i | Datum |
Beton Nr. K |
Festigkeitsklasse |
fci |
Druckfestigkeitsfaktor | Druckfestigkeitsdifferenz | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Faktor (Beton Nr. K) | fci,trans[N/mm2] | Differenz (Beton Nr. K) | fci,trans[N/mm2] | |||||
| 1 | 3. Apr | 101 | C12/15 | 23 | 1,33 | 31 | 8 | 31 |
| 2 | 9. Apr | 103 | C20/25 | 30 | 1,00 | 30 | 0 | 30 |
| 3 | 14. Apr | 102 | C20/25 | 36 | 1,03 | 37 | 1 | 37 |
| 4 | 25. Apr | 103 | C20/25 | 32 | 1,00 | 32 | 0 | 32 |
| 5 | 2. Mai |
103 |
C20/25 | 35 | 1,00 | 35 | 0 | 35 |
| 6 | 7. Mai | 101 | C12/15 | 25 |
1,33 |
33 | 8 | 33 |
| 7 | 21. Mai | 102 | C20/25 | 28 | 1,03 | 29 | 1 | 29 |
| 8 | 27. Mai | 103 | C20/25 | 31 | 1,00 | 31 | 0 | 31 |
| 9 | 29. Mai | 104 | C30/37 | 39 | 0,73 | 28 | - 12 | 27 |
7.2.4.2 Vorgehensweise für den Konformitätsnachweis über Betonfamilien
- Festlegung eines Referenzbetons
- Ermittlung der Zielfestigkeiten der Betone der Betonfamilie
- Festlegung der Transformationsmethode
- Konformitätsnachweis über Konformitätskriterien
Die Festlegung von Referenzbeton, Zielfestigkeiten und der Transformationsmethode ist in Transformationen der Druckfestigkeiten beschrieben.
Der Nachweis der Konformität erfolgt über die Kriterien 1, 2 und 3. Die praktische Handhabung erfolgt in der Reihenfolge 2-3-1:
- Kriterium 2 (Einzelwert, ohne Transformation): Jeder einzelne Prüfwert fci muss Kriterium 2 erfüllen.
- Kriterium 3 (Mittelwert, ohne Transformation): Die Mittelwerte fcm jedes Betons der Betonfamilie müssen Kriterium 3 erfüllen.
- Kriterium 1 (Mittelwert, mit Transformation): Die Mittelwerte (n = 3 bei Erstherstellung bzw. n ≥ 15 bei stetiger Herstellung) der transformierten Prüfwerte fci,trans müssen Kriterium 1 erfüllen. Für die Berechnung des Grenzwertes für Kriterium 1 wird die charakteristische Festigkeit fck des Referenzbetons zugrunde gelegt.