Cellulosefaser‐Leichtbeton (CFLC). Ein neuartiger Baustoff auf der Basis von Altpapier

Cellulose‐fibre lightweight concrete. A novel building material based on waste paper

Vorgestellt wird der neue zementgebundene Leichtbeton CFLC (Cellulose-Fibre Lightweight Concrete), der auf der Basis von Cellulosefasern hergestellt wird. Die Entwicklung dieses in den letzten Jahren wiederentdeckten Leichtbetons laesst sich in den USA bis in das Jahr 1928 zurueckverfolgen. Bei der Herstellung werden aus Altpapier gewonnene Cellulosefasern mit Zementleim vermischt. Je nach Celluloseanteil ergeben sich dadurch recht unterschiedliche Rohdichten, mit denen man bei hohen Faseranteilen daemmstoffartige Eigenschaften erzeugen kann. Durch die Zugabe von Cellulosefasern zeigen sich gegenueber konventionellen Betonen deutliche Veraenderungen der rheologischen Eigenschaften. Um der Vielfalt der moeglichen Materialeigenschaften Rechnung zu tragen, unterscheidet man bei diesem Beton drei Betongrundgruppen. Der Typ W ist ein selbstverdichtender Beton mit hohem Wasseranteil, der jedoch nach dem Einbau einen Grossteil des Ueberschusswassers selbststaendig wieder abgibt. TYP N ist ein CFLC mit normalem Wassergehalt, der sich auf das fuer den Faseraufschluss notwendige Mindestmass beschraenkt, sodass der Beton verdichtet werden muss. Durch eine weitere Verminderung des Wassergehalts im Frischbeton kann man einen CLFC mit einer kruemelartigen Struktur herstellen. Dieser Typ A ergibt einen CFLC mit einem hohen Anteil an Haufwerksporen, von denen ein erheblicher Anteil im Frischbeton verbleibt. Dadurch laesst sich ein Beton mit einer grossen Brandbreite des vorhandenen Hohlraumgehalts (zwischen 5 Prozent und 40 Prozent) realisieren. Die Methodik und der Algorithmus des Mischungsentwurfs von CLFC wird ausfuehrlich dargestellt und am Beispiel eines CLFC vom Typ N mit einer vorgegebenen Trockenrohdichte von 600 Kilogramm je Kubikmeter erlaeutert. Dabei wurden die Cellulosefasern aus Zeitungsdruckpapier gewonnen. Der Cellulosefaseranteil wurde mit 78 Masseprozent ermittelt. Das Bindemittel bestand aus einem Gemisch von Portlandzement und Silikastaub. Des Weiteren werden Kriterien fuer die Auswahl der Ausgangsstoffe Sekundaerfaserstoffe, Zemente, Zusatzstoffe und Gesteinskoernungen zusammengestellt. Weitere Abschnitte befassen sich mit dem Mischvorgang und der Konsistenz des Frischbetons sowie den Festbetoneigenschaften Mikrostruktur, Druckfestigkeit und Elastizitaetsmodul. Fuer die Pruefung der Konsistenz von CFLC hat sich eine mit einem Zusatzgewicht modifizierte Variante des Steifemessgeraets bewaehrt. ABSTRACT IN ENGLISH: The present paper sets out a new method for the systematic formulation of lightweight concretes incorporating cellulose fibres. Lightweight concretes of this type are basically produced by mixing a cement paste with cellulose fibres won from waste paper. This is a combination of materials that can be expected to give rise to a whole range of positive interactions. Raising the fibre content, moreover, can additionally induce properties typical of insulating materials. Consideration is given to the suitability for this purpose of a variety of secondary fibrous materials as well as to the process of pulping them in concrete mixers. A viable procedure for characterising the various cellulose‐fibre sources and acquiring input values for the material volume calculation is elucidated. An algorithm for calculating the concrete composition required to achieve specific dry bulk densities in the hardened concrete is likewise presented. Adding fibres to the mix yields significantly altered rheological properties relative to conventional concrete. With regard to placing and compaction technologies, a division into three different basic types is proposed in this respect. A suitable method of consistency testing is introduced. The paper concludes by presenting the spectrum of properties of CFLC in both fresh and hardened states as achieved in the experimental investigations. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Thiel, T
    • Grieger, C
    • Mechtcherine, V
  • Publication Date: 2018-10

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 733-42
  • Serial:
    • Bautechnik
    • Volume: 95
    • Issue Number: 10
    • Publisher: Ernst & Sohn GmbH
    • ISSN: 0932-8351

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01690937
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 27 2018 5:44AM